Kem chống nắng vật lý sử dụng các nguyên tắc vật lý. Những loại kem chống nắng này sử dụng các hạt dạng tấm-khi thoa lên mặt sẽ hoạt động giống như một tấm gương, phản chiếu ánh sáng mặt trời để đạt được khả năng chống nắng. Titanium dioxide và kẽm oxit đều là những ví dụ về thành phần chống nắng vật lý. Chúng tạo thành một lớp màng bảo vệ trên da, ngăn tia cực tím xuyên qua bề mặt da. Cả hai đều cung cấp khả năng bảo vệ UVB toàn diện, với oxit kẽm giúp ngăn chặn tia UVA mạnh hơn. Kem chống nắng vật lý điển hình có màu trắng, dạng sệt-và chuyển sang màu xanh lam khi tiếp xúc với nước. Tuy nhiên, những sản phẩm này có những hạn chế: hiệu ứng nhuộm màu có thể trông không tự nhiên trên tông màu da tối hơn; chúng có thể không đủ dưỡng ẩm cho da khô; chúng không phù hợp để sử dụng-toàn thân; và chúng phải được loại bỏ triệt để bằng nước tẩy trang, v.v.
Kem chống nắng hóa học sử dụng các thành phần hóa học để chống nắng. Những loại kem chống nắng này hoạt động bằng cách hấp thụ tia cực tím. Chúng là những chất truyền ánh sáng-có khả năng hấp thụ tia cực tím, chuyển chúng thành năng lượng rung động phân tử hoặc năng lượng nhiệt để đạt được khả năng chống nắng. Các ví dụ bao gồm axit para{4}}aminobenzoic và các dẫn xuất của nó cũng như axit cinnamic. Khi thoa lên mặt, các nguyên tử sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời, ngăn không cho nó chiếu vào da. Về lý thuyết, kem chống nắng vật lý tốt hơn kem chống nắng hóa học nhưng hầu hết các loại kem chống nắng trên thị trường đều là kem chống nắng hóa học.
