Si l’exposition au soleil nous apporte une sensation de chaleur et de bien-être, les rayonnements solaires sont responsables de réactions chimiques au niveau de la peau dont les effets biologiques sont souvent néfastes. Les deux couches de la peau concernées par les radiations solaires sont le derme et l’épiderme.

L’action des UVB est concentrée sur l’épiderme 15 % des UVB atteignent en effet sa couche basale. Heureusement, de nombreux rayons UV sont arrêtés par la peau : 70 % des UV B sont réfléchis par la couche cornée, 30 % d'entre eux traversent l'épiderme, où ils sont partiellement absorbés par les kératinocytes (cellules qui synthétisent la kératine, une protéine fibreuse et insoluble dans l'eau, qui assure à la peau sa propriété d'imperméabilité et de protection extérieure) et la mélanine. Enfin, seulement 10 % atteignent le derme superficiel. Du fait de leur longueur d'onde courte, les UV B sont très énergétiques donc biologiquement très actifs, ils sont responsables de la plupart des effets immédiats d’une exposition au soleil.

Tout d’abord, l’épiderme contient des mélanocytes qui protègent en partie la peau des UVB. Ces mélanocytes fabriquent de la mélanine, composée de deux types de pigments : des noirs et des bruns, en proportion variable selon les individus. Les UVB stimulent la production de mélanine, qui filtre les rayonnements UVB en les absorbant, donnant un hâle à la peau, appelé bronzage en référence à la couleur du bronze. Le bronzage apparaît 48 heures après l’exposition.

Cependant, ils sont aussi capables de détruire une partie des cellules épidermiques. Les cellules libèrent alors des molécules qui dilatent les vaisseaux sanguins et engagent le processus d’inflammation, responsable de rougeur et de douleur de la peau. Des lésions tissulaires apparaissent dans l'épiderme après 24 heures et conduisent à la formation de cellules caractéristiques appelées "sunburns cells " ou " cellules coup de soleil ". Ces cellules, entrées dans un processus d'apoptose (suicide), seront éliminées plus rapidement que par la desquamation normale : la peau pèle. C’est ainsi qu’apparaît l’érythème actinique appelé plus communément coup de soleil.

Les UV ne sont pas les seuls rayons en cause lors de l’exposition de la peau aux UV. Les infrarouges (I.R.) sont responsables de l’élévation de la température provoquée par l’exposition au soleil qui déclenche la sécrétion sudorale assurant la thermorégulation. Quand les capacités de thermorégulation sont dépassées, l’insolation survient.

L’exposition prolongée au soleil provoque également une production accrue de cellules épidermiques pour protéger la peau du rayonnement , ce qui se traduit par un épaississement de la couche cornée, appelé hyperkératose.

De plus, il est aussi possible de ne pas supporter le soleil à cause de l'interaction entre une substance photoréactive présente dans la peau et les radiations lumineuses capables d'exciter cette substance : la peau devient alors plus sensible aux photons. Cette substance peut provenir d’une application externe ou d’une absorption interne d’agents photosensibilisants telles les crèmes cosmétiques ou bien certains médicaments. On peut séparer ces réactions de photosensibilisation en deux catégories :

• La phototoxicité : Il s’agit d’une réaction chimique pouvant se réaliser chez n'importe quel individu dès lors que la peau contient suffisamment de substance photoréactive. Les conséquences sont des coups de soleil très importants par rapport à la durée d’exposition et une pigmentation de la peau très élevée.
• La photoallergie : Il s’agit d’ une réaction immunologique c'est-à-dire de défense de notre organisme vis à vis du couple de substance photoréactive et d’UV. Elle se traduit par la poussée de boutons ou d’eczéma sur les zones exposées.

Il existe également les lucites qui sont des "allergies solaires" où l'agent photosensibilisant n'est pas connu.

Cependant, le soleil n’a pas seulement des effets immédiats. Les expositions aux UVA, dont le contact est indolore, ont essentiellement des répercussions futures. Leur seule conséquence instantanée est la coloration de la peau dans les minutes qui suivent l’exposition. Ce hâle, dû à l'oxydation des pigments mélaniques pré-existants, disparaît après quelques heures. Leurs autres effets apparaissent à long terme, au bout d’une dizaine d’années environ. 20% des UVA pénètrent en effet jusque dans le derme, la couche située sous l’épiderme, détruisant ainsi les fibres collagènes et l'élastine, responsables de la régénération et de l’élasticité de la peau.

L’exposition au soleil est donc responsable de multiples pathologies, plus ou moins bénignes. Les UV ont également de nombreux autres effets néfastes dont nous allons traiter dans la partie suivante. En observant les populations, on s’est aperçu que les conséquences au long terme des expositions sont d’autant plus importantes quand le sujet est adepte des séances de bronzage prolongée. On peut en déduire que notre peau garde en mémoire une trace de toutes ses expositions solaires. Le soleil paraît donc avoir des effets cumulatifs sur notre organisme.