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日焼けは通常太陽、稀に紫外線人工灯への過剰照射の結果として発生し、照射された紫外線がメラニンの保護能力を越えている時に、日焼けは起こる。
メラニンの成分量は個人差があるが、一般に、より浅黒い肌の人々は色白の人より多くのメラニンを持っており、これは浅黒い肌の人は日焼けがしにくいことを意味している。
紫外線はUVA（長波長紫外線）、UVB（中波長紫外線）、およびUVC（短波長紫外線）に分けられる。
地球の大気中のオゾンを透過する間にはいくらかの紫外線が取り除かれ、UVCは大気によってほとんど完全に取り除かれるが、15分未満で日焼けが生じる程度のUVAとUVBは、十分に残っている。以前は、UVBのみが皮膚ガンの原因となると考えられていたが、UVAとUVB両方が皮膚ガンを誘発する。