使用防晒霜是为了防止晒伤晒黑。此外，部分光敏感皮肤病需要防晒霜，部分人群用以预防皮肤癌和光老化。
太阳光中有紫外线、可见光和红外线，导致晒伤的是紫外线，而紫线外中起作用的最主要就是UVB和UVA，其中UVB作用更强。紫外线随海拔高度而增强，沙漠、冰雪可大量增加紫外线的反射。而防晒霜的作用就是用于抵挡紫外线对皮肤的伤害。
当皮肤接受紫外线过度暴晒后，会损伤表皮细胞；活化酪胺酸酶，加速色素合成，破坏皮肤的保湿功能，使皮肤变得干燥，让真皮层中的弹力纤维受损，使细纹产生，在强烈照射下，还会造成肌肤发炎、灼伤。有异常情形时，则会变成色素性的皮肤癌等。
在一次性较长时间紫外线照射皮肤后，经数小时至10余小时皮肤出现弥慢性红斑，颜色鲜红，皮肤水肿，严重都会起水疱。在日晒后第二天皮肤红斑反应达到高峰，经一周左右红斑消退，有落屑和色素沉着，自觉皮肤灼热疼痛，严重者可伴有全身反应，如发热、头痛、乏力、恶心和全身不适，甚至出现心悸、谵妄与休克。