納米TiO2既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過可見光，是性能優越、極有發展前途的物理屏蔽型的紫外線防護劑。
納米二氧化鈦的抗紫外線機理：
按照波長的不同，紫外線分為短波區190～280 nm、中波區280～320 nm、長波區320～400nm。短波區紫外線能量最高，但在經過離臭氧層時被阻擋，因此，對人體傷害的一般是中波區和長波區紫外線。
納米二氧化鈦的強抗紫外線能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外線能力及其機理與其粒徑有關：當粒徑較大時，對紫外線的阻隔是以反射、散射為主，且對中波區和長波區紫外線均有效。防曬機理是簡單的遮蓋，屬一般的物理防曬，防曬能力較弱；隨著粒徑的減小，光線能透過納米二氧化鈦的粒子面，對長波區紫外線的反射、散射性不明顯，而對中波區紫外線的吸收性明顯增強。其防曬機理是吸收紫外線，主要吸收中波區紫外線。
由此可見，納米二氧化鈦對不同波長紫外線的防曬機理不一樣，對長波區紫外線的阻隔以散射為主，對中波區紫外線的阻隔以吸收為主。
納米氧化鈦的粒徑小于100nm具有很好的散射和吸收紫外光的能力。
氧化鈦顆粒吸收紫外線能力與其顆粒粒度有關。在紫外光的波長( 290 nm～ 400 nm)范圍內 ,粒徑為 20 nm 的二氧化鈦吸收紫外線能力比粒徑為200 nm的二氧化鈦要強得多 [3] 。
納米二氧化鈦的防曬劑在 UVB和UV A區對紫外光的吸收都很強 ,其吸收效果比有機的紫外吸收劑強得多。
波長為300 nm的紫外線吸收的二氧化鈦的最佳粒徑是 50 nm,隨著波長增加最佳粒徑增大 ,吸收的絕對值減少。 但是 ,在粒子間距小的高粒子濃度中 ,粒子的光散射體積被壓縮 ,粒子原來的散射體積縮小而降低 ,伴隨粒子濃度的增加 ,粒子的光散射效率減少。