La vitamina C actúa como antioxidante que protege frente a los rayos ultravioletas. Junto a la vitamina E es neutralizante de los radicales libres oxigenados, así pues reducen la acción eritematosa solar disminuyendo el riesgo de padecer secuelas posteriores inducidas por los UVA. 

La vitamina C estimula la síntesis de proteoglicanos, colágeno y otros constituyentes orgánicos de la matriz intercelular. En la piel los mayores sistemas antioxidantes son la vitamina E como lipofílico y la vitamina C como hidrofílico. El ácido ascórbico es esencial para el crecimiento y mantenimiento del tejido conjuntivo. Estimula la síntesis de colágeno y previene la disrupción de los haces de colágeno.

La vitamina C aplicada de forma tópica no permanece solamente en las capas más superficiales de la epidermis sino que forma un gradiente de concentración desde el estrato corneo hasta la dermis papilar, creando de esta forma un reservorio que puede persistir unas 48 horas.

Se ha demostrado que la aplicación de ácido ascórbico previo a la exposición solar reduce los cambios visibles, arrugas, y los cambios histológicos,  alteraciones del colágeno dérmico así como la formación de tumores secundarios a la exposición crónica a UVB.  Tiene un efecto protector físico y además neutraliza los radicales libres inducidos por la radiación lumínica.