Fysieke zonnebrandmiddelen maken gebruik van de principes van de natuurkunde. Deze zonnebrandmiddelen maken gebruik van velachtige- deeltjes die, wanneer ze op het gezicht worden aangebracht, als een spiegel werken en zonlicht reflecteren om zo bescherming tegen de zon te bereiken. Titaandioxide en zinkoxide zijn beide voorbeelden van fysieke zonnebrandingrediënten. Ze vormen een beschermende film op de huid en voorkomen dat ultraviolette stralen het huidoppervlak binnendringen. Beide bieden uitgebreide UVB-bescherming, waarbij zinkoxide een sterkere UVA-blokkering biedt. Typische fysieke zonnebrandmiddelen zijn wit, pasta-achtig- en worden blauw bij contact met water. Deze producten hebben echter beperkingen: het kleureffect ziet er mogelijk niet natuurlijk uit op donkere huidtinten; ze zijn mogelijk niet hydraterend genoeg voor de droge huid; ze zijn niet geschikt voor toepassing op het hele-lichaam; en ze moeten grondig worden verwijderd met make-upremover, enz.
Chemische zonnebrandmiddelen gebruiken chemische ingrediënten voor bescherming tegen de zon. Deze zonnebrandmiddelen werken door ultraviolette stralen te absorberen. Het zijn licht-doorlatende stoffen die ultraviolette straling absorberen en deze omzetten in moleculaire trillingsenergie of warmte-energie om bescherming tegen de zon te bereiken. Voorbeelden hiervan zijn para-aminobenzoëzuur en zijn derivaten, en kaneelzuur. Wanneer ze op het gezicht worden aangebracht, absorberen de atomen zonlicht, waardoor wordt voorkomen dat dit de huid bereikt. In theorie zijn fysieke zonnebrandmiddelen beter dan chemische zonnebrandmiddelen, maar de meeste zonnebrandmiddelen op de markt zijn chemische zonnebrandmiddelen.
