Fysikaalisissa aurinkovoideissa hyödynnetään fysiikan periaatteita. Näissä aurinkovoideissa käytetään arkkimaisia{1}}hiukkasia, jotka kasvoille levitettyinä toimivat peilinä ja heijastavat auringonvaloa suojaten auringolta. Titaanidioksidi ja sinkkioksidi ovat molemmat esimerkkejä fyysisistä aurinkovoideaineosista. Ne muodostavat iholle suojaavan kalvon, joka estää ultraviolettisäteitä tunkeutumasta ihon pinnalle. Molemmat tarjoavat kattavan UVB-suojan, ja sinkkioksidi tarjoaa vahvemman UVA-eston. Tyypilliset fyysiset aurinkosuojatuotteet ovat valkoisia, tahnamaisia{6}}ja muuttuvat siniseksi joutuessaan kosketuksiin veden kanssa. Näillä tuotteilla on kuitenkin rajoituksia: sävytysvaikutus ei välttämättä näytä luonnolliselta tummemmilla ihosävyillä; ne eivät ehkä ole tarpeeksi kosteuttavia kuivalle iholle; ne eivät sovellu koko-vartalokäyttöön; ja ne on poistettava perusteellisesti meikinpoistoaineella jne.
Kemiallisissa aurinkovoiteissa käytetään kemiallisia ainesosia auringonsuojana. Nämä aurinkosuojat toimivat absorboimalla ultraviolettisäteilyä. Ne ovat valoa-läpäiseviä aineita, jotka absorboivat ultraviolettisäteitä ja muuttavat ne molekyylien värähtelyenergiaksi tai lämpöenergiaksi auringonsuojan saavuttamiseksi. Esimerkkejä ovat para-aminobentsoehappo ja sen johdannaiset sekä kanelihappo. Kasvoille levitettynä atomit imevät auringonvaloa estäen sitä pääsemästä iholle. Teoriassa fysikaaliset aurinkosuojat ovat parempia kuin kemialliset aurinkosuojat, mutta useimmat markkinoilla olevat aurinkosuojat ovat kemiallisia aurinkosuojatuotteita.
