塔夫茨大学医学院皮肤病学助理教授兼光医学主任杰弗里·M·索贝尔提供了以下解释
晒伤与热烧伤有显著不同，热烧伤是由红外辐射引起的。虽然红外辐射赋予阳光温暖，但灼伤皮肤的并非太阳的热量。晒伤——表现为皮肤发红、肿胀和疼痛——是由暴露于太阳紫外线辐射引起的急性毒性反应。尽管晒伤发生的精确机制尚未明确确定，但发生复杂的化学反应和通路，这很可能导致临床症状。
来自紫外线辐射的能量会损害皮肤中的分子，最重要的是 DNA。其中一个后果是不同蛋白质和酶的合成。这些蛋白质，特别是前列腺素和细胞因子，的作用导致皮肤血管扩张和炎症细胞募集。反过来，这会产生晒伤的特征性发红、肿胀和疼痛。一旦过度辐射暴露的信号被启动，通常需要四到六个小时才能生成这些蛋白质。因此，晒伤症状不会在暴露后立即出现。（DNA 损伤也可能导致受累皮肤细胞的破坏。这是晒伤严重后皮肤脱皮的原因之一。）
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身体确实有机制在紫外线照射后修复受损的 DNA。但是，随着阳光照射频率的增加，一些损伤逃脱修复的可能性也会增加。这种突变的 DNA 最终可能导致皮肤癌。
晒伤的温暖通常源于暴露部位血流量增加。我不知道任何关于晒伤皮肤的温度测量值，但我怀疑即使晒伤的皮肤看起来更温暖，它仍然会接近 98.6 华氏度（约 37 摄氏度）。温度的任何轻微升高都将是紫外线辐射诱导的化学过程产生的炎症反应的结果。