Słońce – najbliższa gwiazda - centralne ciało Układu Słonecznego, oddalone od Ziemi – średnio około 149 mln kilometrów, jest głównym źródłem energii docierającej do naszej planety. W wyniku reakcji termojądrowych, przemiany wodoru w hel, produkowana w jądrze Słońca energia jest przenoszona w postaci promieniowania ku jego powierzchni, ulegając w kolejnych warstwach absorpcji i ponownej emisji. W trakcie tego procesu ulega zmianie rozkład widmowy promieniowania. Promieniowanie słoneczne zawiera promieniowanie kosmiczne, gamma, X, UVC, które zatrzymywane są przez warstwę ozonową oraz UVB, UVA, widzialne, podczerwone (IR) i fale radiowe. Najważniejsze znaczenie mają UVB, UVA1 i UVA2, które stanowią 10% promieniowania docierającego do powierzchni ziemi.

Promieniowanie widzialne jest uważane za nieszkodliwe dla zdrowia ludzi, a podczerwone jest absorbowane przez chmury. W naszej szerokości geograficznej najbardziej niebezpieczne jest promieniowanie emitowane od kwietnia do października, zwłaszcza, że latem 71% ultrafioletu B dochodzi do powierzchni Ziemi, a energia promieniowania UVA jest stała w ciągu dnia niezależnie od stopnia zachmurzenia i nie jest zatrzymywana przez szyby okienne i samochodowe. UVB o długości fali 290-320 nm przenika do naskórka, ma właściwości rumieniotwórcze, powoduje oparzenia słoneczne, syntezę witaminy D₃, syntezę barwnika skóry, ale ma również działanie karcynogenne. Długie promienie UVA w zakresie 320-400 nm przenikające do skóry właściwej powodują reakcje fototoksyczne, fotoalergiczne, wpływają na wzmacnianie odczynów rumieniowych i wzrost niekorzystnych efektów promieni UVB.

Promieniowanie ultrafioletowe działa na DNA komórek prowadząc do mutacji genowych lub apoptozy komórek, oddziaływując na tkankę łączną wpływa na modyfikację elastyny i kolagenu. UVA i UVB w różnych mechanizmach powodują supresję układu immunologicznego skóry, co w efekcie powoduje fotodermatozy, przedwczesne starzenie się skóry i nowotwory skóry. Z tych powodów konieczna staje się racjonalna ochrona skóry przed nadmiernym promieniowaniem słonecznym.

Stopień wrażliwości skóry na światło określa rodzaj karnacji, sprawne funkcjonowanie mechanizmów adaptacyjnych, naprawczych i bariery ochronnej w postaci melaniny. Melanina jest chromoforem skóry absorbującym promieniowanie w zakresie UVA, UVB oraz w paśmie światła widzialnego. Pod względem chemicznym jest ona mieszaniną dwóch polimerów: brązowoczarnej eumelaniny i żółtoczerwonej feomelaniny. Eumelaninowe typy skóry (ciemna karnacja) wykazują mniejszą wrażliwość na światło słoneczne i mniejsze ryzyko uszkodzeń skóry pod wpływem promieniowania. Przeciwnie u osób z jasną karnacją ryzyko uszkodzeń jest większe w związku z uwalnianiem rodników tlenowych i tlenu singletowego przy przemianach cząsteczki feomelaniny pod wpływem UV.

Organizm ludzki broniąc się przed nadmiarem promieniowania uwalnia mechanizmy fotoprotekcji naturalnej, która polega na wystąpieniu opalenizny w postaci pigmentacji bezpośredniej i opóźnionej poprzez pogrubienie warstwy rogowej, zwiększenie syntezy melaniny i produkcji kwasu urokainowego. Obserwowany stale wzrost zachorowań na nowotwory skóry oraz inne dermatozy, w których udział promieniowania słonecznego jest dowiedziony naukowo świadczy o tym, że naturalne systemy obrony immunologicznej skóry po ekspozycji na UV są niewystarczające. Stąd istnieje konieczność fotoprotekcji sztucznej.

Fotoprotekcja sztuczna obejmuje stosowanie filtrów chemicznych, fizycznych i zmiataczy wolnych rodników, które są aktywnymi fotoprotektorami. Filtry fizyczne są substancjami, które całkowicie odbijają promieniowanie. Należą do nich: tlenek tytanu, tlenek cynku, tlenki żelaza, mika i in. Filtry chemiczne (syntetyczne) są cząsteczkami o pierścieniu aromatycznym posiadającymi grupę karbonylową, które izomeryzując pochłaniają energię promieniowania. Należą do nich: pochodne kwasu paraaminobenzoesowego, kwasu salicylowego, parameto-ksycynamonowego, benzylidenu kamfory, kwasu fenylobenzyimidazolowosulfonowego, oktokryleny, fenylobenzotriazole, benzofenony i inne. Zmiataczami wolnych rodników są witamina C, E, tokotrienole, beta-karoteny, dysmutaza nadtlenkowa, ubichinon, N-acetylocysteina i inne. W początkowym okresie stosowania kosmetyków posiadających właściwości ochronne przed promieniowaniem UV stosowane były filtry, które chroniły przed działaniem UVB, co po latach spowodowało nawet paradoksalny wzrost częstości zachorowań na czerniaka skóry (MM). Przyczyny tego stanu są niejasne. Obecnie przyjmuje się dwie hipotezy, które tłumaczyłyby powyższe zjawisko. Według pierwszej mogło to być wynikiem wydłużonego czasu ekspozycji słonecznej u osób stosujących ekrany przeciwsłoneczne, a przez to ze zwiększeniem dawki promieniowania UVA.

Druga hipoteza odnosi się do jakości filtrów, które nie zatrzymywały promieni UVA.

W 1992 r. uznano promieniowanie ultrafioletowe A jako czynnik szkodliwy dla rozwoju melanoma malignum. UVA doprowadza do uszkodzenia nici DNA za pośrednictwem wolnych rodników: nadtlenku wodoru, tlenu atomowego, anionu nadtlenkowego, które powstają w wyniku absorpcji promieniowania przez endogenne substancje uczulające na światło i mogą prowadzić do mutacji i aberracji chromosomowych. Mutacje wywołane przez UVA polegają na tranzycji guaniny w miejsce tyminy (T-G) lub tzw. tranzycjach tandemowych