Da hấp thụ kem dưỡng da bằng cách hút chất liệu qua lớp ngoài có thể thẩm thấu của da, được gọi là biểu bì. Lượng ẩm đã có trong da, thời gian tiếp xúc và tình trạng thể chất và sức khỏe của da quyết định lượng kem dưỡng da được hấp thụ vào lớp biểu bì.
Giữa các tế bào da của biểu bì là chất béo và lipid. Các axit amin hòa tan trong nước và muối trong da giúp các tế bào giữ được độ ẩm. Da hoạt động như một hàng rào bảo vệ chống lại các yếu tố và hóa chất có trong môi trường, nhưng bề mặt dễ thấm của nó có thể cần kem dưỡng ẩm để giữ đủ nước. Các enzym tự nhiên giúp loại bỏ tế bào da chết cũng cần độ ẩm để hoạt động tốt.
Lớp trên cùng của biểu bì được gọi là lớp sừng, quyết định sự hấp thụ vật chất đưa vào da. Nó cũng điều chỉnh và ngăn ngừa sự mất nước từ các lớp sâu hơn của da. Lớp sừng dày hơn các lớp tế bào khác của biểu bì, được tạo thành từ các tế bào da chết liên tục được thay mới và bong tróc. Vật liệu được cọ xát vào da sẽ được hấp thụ qua lớp sừng và vào máu, bao gồm các thành phần trong các sản phẩm đang được sử dụng, đặc biệt là các thành phần có trong kem dưỡng da thường lưu lại trên da trong một thời gian.