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O processo de envelhecimento do organismo está relacionado com a perda da capacidade funcional e de reserva, mudança da resposta celular aos estímulos; perda da capacidade de reparação e predisposição do organismo à doença. As células humanas têm capacidade finita de reprodução, entrando, então, no processo chamado senescência. A idade é paralela a senescência celular e tem o mesmo controle genético. Existem exceções como células germinativas, stem cells (totipotentes) e células cancerosas que se reproduzem sem parar, influenciadas por mecanismos desconhecidos.
O telômero é a porção terminal do cromossomo eucariótico e o protege da degradação. Como já descrito anteriormente, com a idade, o telômero torna-se mais curto em todas as células, menos naquelas germinativas e cancerosas. Estas têm maior quantidade de telomerase, que é uma transcriptase reversa com capacidade de replicar o telômero. A telomerase expressa-se nas células germinativas e cancerosas evitando o desaparecimento do telômero e consequentemente o desgaste e senescência das células.
A oxidação ocorre constantemente no organismo humano causando dano, principalmente, ao DNA celular. Ela aumenta com a idade e nas células senescentes. Quanto mais oxidação, menor grau de reparação, maior número de mutações, maior deterioração celular e maior formação de tumores. Outro fator a ser destacado é a queda dos hormônios, conhecido como menopausa, quando diminui-se a produção dos estrógenos, andropausa, quando há diminuição dos andrógenos e a somatopausa que é o rebaixamento do nível do hormônio do crescimento, produzido durante o sono pela glândula pituitária em grande quantidade na puberdade, a sua diminuição provoca perda da massa magra e aumento do depósito de gordura.
Existem diferenças marcantes entre o envelhecimento intrínseco e o fotoenvelhecimcnto que são coerentes com as alterações bioquímicas e moleculares. No envelhecimento pela idade, a textura da pele é lisa, homogênea e suave com atrofia da epiderme e derme, menor número de manchas e discreta formação de rugas. No fotoenvelhecimento a superfície da cutis é áspera, nodular, espessada, com inúmeras manchas e rugas profundas e demarcadas.
Histologicamente, a atrofia e retificação da epiderme no envelhecimento cronológico contrasta com a acantoso da pele actínica. Os queratinócitos são normais na primeira e displásicos na pele fotoexposta. Os melanócitos estão diminuídos conforme a idade, mas aumentam em número e distribuem irregularmente o pigmento na pele lesada pela luz ultravioleta. A pele envelhecida tem menor quantidade de elastina e colágeno e vascularização normal. Na pele actínica aparece a zona de GRENZ (faixa eosinofílica cicatricial). As fibras de cólágeno têm maior desorganização e as elásticas transforman-se em massas amorfas (elastose), enquanto os vasos têm parede duplicada e infiltrado linfohistiocitário ao seu redor, caracterizando a heliodermatite.