Le coup de soleil ou "érythème actinique" est provoqué essentiellement par les UVB. Il s'agit d'une véritable brûlure, au 1er ou 2nd degré. Les rayons UVB provoquent des altérations au niveau de l’ADN des cellules de l’épiderme, Il se produit une dilatation des vaisseaux sanguins et une réaction inflammatoire, ce qui se traduit par la rougeur, la douleur et le gonflement. Les cellules touchées, appelées « cellules coup de soleil » (sunburn cells) entrent en apoptose, c’est-à-dire en phase de suicide. Elles vont mourir rapidement et être éliminées par desquamation. Le coup de soleil apparaît assez rapidement, entre 3 et 5 h après l’exposition, et atteint son point culminant 24 h après. Un coup de soleil n’apporte aucun effet protecteur, au contraire la peau brûlée sera plus sensible au soleil. Les coups de soleil à répétition sont néfastes et impliqués dans le déclenchement des cancers de la peau.

Le bronzage est l’une des réactions naturelles de défense et d’autoprotection de la peau contre les UV.

Le vrai bronzage protecteur est un processus  lent : il ne s’installe qu’après 2 à 3 jours. Il tiendra environ 3 à 4 semaines. L’action des UVA et des UVB déclenche la production de mélanines par les mélanocytes à partir de l’acide aminé tyrosine.

Les mélanines sont des pigments qui ont la propriété d’absorber les UV et donc d’offrir une certaine protection contre ces rayons. Il existe 2 types de mélanine : l’eumélanine, de teinte brun-noir, et la phaéomélanine, orange-rouge. La couleur de la peau et le « phototype » dépendent de la répartition de ces pigments, leur quantité, leur nature et leur capacité de production et déterminent la sensibilité de la peau au soleil. L’eumélanine protège beaucoup mieux que la phaéomélanine, qui se dégrade très vite sous l’action du soleil, ce qui explique que les personnes rousses soient beaucoup plus sensibles au soleil que les bruns à la peau mate.

Les UVA causent de nombreuses altérations au sein de la peau et surtout dans le derme, couche profonde qui forme le « matelas de soutien » et donne son élasticité à la peau. Le nombre de fibroblastes (cellules du derme qui produisent les protéines de structure comme le collagène et l’élastine) diminue, la production de collagène aussi. Les fibres d’élastine et de collagène synthétisées sont altérées et s’organisent de façon anormale. Il en résulte une perte d’élasticité de la peau, un relâchement cutané, et la formation progressive de profonds sillons. Ce processus de dégradation à long terme est appelé "élastose solaire" et est responsable par exemple des profondes rides en forme de losange visibles sur le cou des personnes âgées. Un autre effet des expositions répétées aux UV sur la peau est l’apparition de taches pigmentaires ou lentigo, aussi bien sur les mains, les bras, le décolleté que sur le visage. Ces taches sont dues à des dysfonctionnements dans la production de mélanine et une fois installées il est assez difficile de s’en débarrasser.