Im Grunde stellt die Bräunung der Haut einen Verteidigungsmechanismus dar, gegen die schädliche ultraviolette Strahlung im Sonnenlicht. Wenn diese Abwehr nicht mehr ausreicht, entsteht eine toxische Reaktion in der Haut, die sich als Sonnenbrand zeigt.
Der Abwehrmechanismus gegen schädliche ultraviolette Strahlung besteht aus einem Pigment, das Melanin genannt wird. Dieser Stoff wird von Zellen in der Haut produziert, die Melanozyten heißen. Melanin bindet das Ultraviolette Licht und wandelt es in Wärme um. Jeder Mensch hat etwa die gleiche Anzahl von Melanozyten. Die Menge des Melanin, das von ihnen hergestellt wird, unterscheidet sich jedoch. Dunkelhäutige Menschen produzieren mehr Melanin und haben so mehr natürlichen Sonnenschutz. Aber auch sie können einen Sonnenbrand bekommen, wenn sie sich zu lange in der Sonne aufhalten. Die ultraviolette Strahlung der Sonne ist unsichtbar und viel energiereicher als das sichtbare Licht. Wenn ein UV-Lichtteilchen, ein sogenanntes Photon, auf die Haut trifft, schädigt es die Erbsubstanz der Hautzellen. Es zerstört und verklebt Bestandteile der Erbsubstanz, so dass sie aus der Form gerät. Normalerweise wird nun ein Prozess in Gang gesetzt, der zum Absterben der Zelle führt.
Der Körper bemerkt diese Zerstörung meist innerhalb eines halben Tages und reagiert mit einer Entzündung. Hierbei fließt vermehrt Blut in die Haut, um den Heilungsprozess zu fördern. Bei einem sehr starken Sonnenbrand können zeigen sich Hautveränderungen, die einer Verbrennung zweiten Grades entsprechen. Die Haut hebt sich mit prallen flüssigkeitsgefüllten Blasen ab. Die abgestorbenen Hautzellen schälen sich einige Tage nach einen Sonnenbrand ab. Manchmal sterben die veränderten Hautzellen jedoch nicht ab, sondern beginnen unkontrolliert zu wuchern. Dann kann Hautkrebs entstehen. Menschen die häufiger einen Sonnenbrand erlitten haben, weisen ein deutlich erhöhtes Risiko auf, Hautkrebs zu entwickeln. Das Risiko am schwarzen Hautkrebs, dem Melanom, zu erkranken, verdoppelt sich, wenn man fünf oder mehr Sonnenbrände hatte.
Die beste Möglichkeit, sich vor einen Sonnenbrand zu schützen, besteht darin die Sonne zu meiden. Gerade in der Mittagszeit zwischen 11:00 und 15:00 Uhr erreicht etwa die Hälfte der ultraviolette Strahlung die Erde. In dieser Zeit bietet es sich an, im Urlaub eine Siesta zu halten. Weitere Möglichkeiten sich vor der ultraviolette Strahlung zu schützen, bestehen in einem textilen Lichtschutz in Form von spezieller Kleidung und Kopfbedeckungen. Unbedeckte Körperstellen sollten mit einer Lichtschutzcreme vor der UV-Strahlung geschützt werden.