日焼け止めにおけるウォータープルーフとは、皮膚表面に耐水性の高い均一な保護膜（シリコーンオイルやフッ素樹脂系化合物など）を形成し、水分による製剤の剥離・流出を物理的に防ぐ処方設計を指します。
一般的な乳化型日焼け止め（O/W型：水相の中に油滴が分散している構造）は、塗り心地がみずみずしい反面、汗や水に触れると水分同士が引き合い、表面の紫外線カット層が簡単に再乳化されて流れ落ちてしまいます。これに対し、強固なウォータープルーフ製品はW/O型（油相の中に水滴が分散している構造）を採用し、最外層を油膜でコーティングしています。水滴が肌についても玉のように弾くため、紫外線吸収剤や紫外線散乱剤が皮膚上にしっかりと留まり続けます。
近年では高分子ポリマー技術が進化し、汗の成分であるナトリウムやカルシウムと反応して被膜強度がさらに高まるスマート処方も登場。単に「水を弾く」だけでなく、活動時の体温上昇や激しい筋肉の動きにも追従する伸縮性を備えた設計が一般化しています。
