Arginin ist eine Aminosäure mit einem Guanidinrest und einem üblichen Aminosäuregerüst. Bei physiologischem pH ist die Carboxylgruppe deprotoniert, während Amino- und Guanidinogruppen protoniert vorliegen, sodass das Molekül eine positive Gesamtladung trägt. L-Arginin ist die natürlich vorkommende Enantiomerenform, die in Proteinen zu finden ist. Diese chemischen Merkmale erklären seine Einordnung als wasserlöslicher, hydrophiler Stoff.
Im Organismus kann die Guanidinogruppe von Arginin als Ausgangspunkt für die Bildung von Stickstoffmonoxid dienen. Arginin entsteht bei der Biosynthese aus einfacheren Vorläufern und tritt außerdem vorübergehend im Harnstoffzyklus auf, wo es im weiteren Verlauf wieder umgesetzt wird. Diese biochemischen Rollen beschreiben Vorgänge im Körper und belegen für sich genommen keine entsprechende Wirkung einer äußerlich aufgetragenen Kosmetik. Für die kosmetische Formulierung sind die dokumentierten Funktionen Hautpflege, Haarpflege, Antistatik und Parfümierung maßgeblich.
Als Kosmetikinhaltsstoff wird Arginin mit der Hautpflege in Verbindung gebracht und als Bestandteil des natürlichen Feuchthaltefaktors beschrieben. Für Haarprodukte wird eine pflegende und antistatische Funktion angegeben; die kosmetische Beschreibung umfasst leichter kämmbares und geschmeidigeres Haar. Berichte über mögliche Effekte auf Kollagen, Elastin und die Hautbarriere sind als noch nicht bestätigt beschrieben. Auch antioxidative Effekte beziehen sich in der genannten Darstellung auf orale Einnahme und sind nicht als belegte Wirkung nach topischer Anwendung ausgewiesen.
Für Aussagen zur kosmetischen Wirksamkeit ist zwischen biochemischem Mechanismus und nachgewiesenem Ergebnis eines Pflegeprodukts zu unterscheiden. Die beschriebenen Körperprozesse erlauben keine direkte Ableitung, dass eine Creme die Durchblutung, Kollagenbildung oder Zellregeneration in einer bestimmten Weise verändert. Belastbare Studien zu einem kosmetischen Nutzen nach äußerlicher Anwendung sind in den vorliegenden Angaben nicht belegt. Arginin lässt sich daher sachlich als funktioneller Pflege- und Formulierungsbestandteil einordnen, während weitergehende Wirkversprechen zurückhaltend zu bewerten sind.