Bevor man die Wirksamkeit von Bio- und konventionellen Sonnenschutzcremes vergleicht, ist es wichtig zu wissen, was sie unterscheidet. Ein biologischer Sonnenschutz ist eine natürliche Kosmetik und unterliegt strengeren Vorschriften. Entgegen mancher Annahme sind jedoch nicht alle Kosmetika natürliche nicht biologisch: Um diese Bezeichnung zu erhalten, muss ein Produkt eine Reihe von Kriterien erfüllen, die von anerkannten Siegeln festgelegt werden. Zu den bekanntesten in Frankreich gehört Cosmebio, eine Organisation, die Produkte nach präzisen Standards zertifiziert, wie das COSMOS. Dieser Standard deckt im Detail alle Aspekte der Beschaffung, Herstellung, Vermarktung und Kontrolle von Kosmetikprodukten ab. Damit ein Kosmetikprodukt, einschließlich einer Sonnenschutzcreme, als Bio gilt, muss es die folgenden Vorgaben erfüllen:
Eine Bio-Sonnencreme muss mindestens 95 % Inhaltsstoffe natürlichen Ursprungs enthalten.
95 % der in der Formulierung enthaltenen Pflanzen müssen aus biologischem Anbau stammen.
Mindestens 20 % der Inhaltsstoffe müssen aus biologischem Anbau stammen. Dieser Anteil mag gering erscheinen, lässt sich jedoch durch den hohen Wasseranteil in Formulierungen erklären, der häufig bei 70 bis 80 % liegt. Wasser kann nicht als biologisch zertifiziert werden, da es nicht aus der Landwirtschaft stammt, ebenso wenig wie Mineralstoffe.
Ein weiterer zentraler Unterschied: biologische Sonnenschutzcremes verwenden ausschließlich mineralische Filter.
Biologische Sonnenschutzcremes dürfen daher nur zwei Filter enthalten: Titandioxid (TiO₂) und Zinkoxid (ZnO). Ebenso wirksam wie organische Filter und mit vergleichbarem Wirkprinzip stellen mineralische Filter jedoch Herausforderungen in Bezug auf Textur und Hautgefühl dar: sie sind häufig wegen ihres weißelnden Effekts kritisiert, außer wenn sie in Form von Nanopartikeln, was von den meisten Bio-Siegeln untersagt ist. Diese Besonderheit biologischer Sonnenschutzcremes kann für dunklere Hauttypen eine Einschränkung darstellen.
Im Gegensatz verwenden konventionelle Sonnenschutzcremes hauptsächlich organische Filter, auch als chemische Filter bezeichnet, in Kombination mit mineralischen Filtern. Mit 26 in der Europäischen Union zugelassenen chemischen Sonnenschutzfiltern und 14 in den Vereinigten Staaten, man sieht, dass konventionelle Sonnenschutzcremes auf eine größere Auswahl an Formulierungen zugreifen können. Diese Filter sind wirkungsvoll und ermöglichen leichte, unsichtbare Texturen. Einige davon gelten als umstritten wegen möglicher Toxizität für Korallen und marine Organismen oder wegen potenzieller Wirkung auf das menschliche Hormonsystem. Neben den organischen Filtern schließen biologische Sonnenschutzcremes umweltschädliche Wirkstoffe aus, beispielsweise erdölbasierte Substanzen wie Silikone, Mineralöle und Kunststoffpolymere. Einige umweltbelastende Verarbeitungstechniken, wie Ionisation oder Ethoxylierung, sind verboten.