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皮膚的自然老化引起表皮、真皮厚度變薄；而光老化的早期雖有厚度的輕度增加，但由於光老化與自然老化同時進展，所以皮膚總的趨勢是變薄，表皮細胞漸呈扁平，角質層水合能力下降。正常角質層含水量約10％～15％，老年人僅是正常的75％。因此皮膚表現干燥，真皮細胞也漸呈扁平，真皮纖維母細胞合成膠原纖維能力下降，膠原含量逐漸下降。嬰兒及青年人皮膚，Ⅰ型膠原的含量約占70％，Ⅲ型膠原占30％；當皮膚老化時，兩者比例逐漸倒置。真皮內彈力纖維變性，失去彈性，真皮乳突層的彈力纖維網減少甚至消失。
真皮膠原纖維合成減少和彈力纖維變性，是皮膚老化引起皺紋、松弛及下垂的主要原因。由於皮脂腺與汗腺上皮萎縮，皮脂和汗液分泌明顯減少，皮膚表面的水脂乳化物不足，以致皮膚中和鹼性物質能力下降，表面粗糙、干裂。另外，老年人皮下脂肪減少，失去支持作用，加上重力作用，導致皮膚皺襞形成和下垂。從總體定量的角度看是組織量減少和松弛。
前已述及，影響皮膚老化的因素除遺傳、自然老化過程外，尚與環境因素明顯相關。其中重要的一項是光化性損害光老化，病理改變主要是真皮上部彈性物質廣泛沉積，膠原纖維嗜鹼性變，彈性纖維分解。表現為皺紋粗而深，皮膚松弛。因此過度日光浴者或長期戶外工作者，皮膚過早老化。有證據表明，吸煙者面部皮膚皺紋的發生與增加程度是非吸煙者的5倍。人體皮膚老化還與機體營養、代謝相關。如維生素Ａ、Ｃ和微量元素硒作為食物中的抗氧化劑，可保護機體不受正常代謝產物自由基的損傷，起到抗衰老作用。若缺乏上述成分，則會影響正常代謝，自然會加速皮膚老化。另外，情緒變化如憂愁過度能加速皮膚老化；較強烈、頻繁的表情肌收縮（如演員）易出現面頸部皺紋；肥胖的人突然消瘦可導致松垂，等等。