Dimethicon ist ein lineares Polymer mit der Formel CH3[Si(CH3)2O]nSi(CH3)3, wobei n die Zahl der wiederholten Siloxan-Einheiten angibt. Die Silicium-Sauerstoff-Bindungen sind außergewöhnlich beweglich, vergleichbar mit den Etherbindungen in Polyurethanen; bei hohem Molekulargewicht verschlingen sich die Ketten locker und erzeugen die hohe Viskoelastizität des Stoffs. Weil das Molekül keine reaktiven Gruppen trägt, reagiert es im Körper nicht und wird nicht resorbiert. Diese Inertheit erklärt, warum Dimethicon auf der Haut keinen biochemischen Effekt hat, sondern rein physikalisch wirkt.
Der wichtigste Mechanismus ist die Filmbildung. Silikone besitzen eine niedrige Oberflächenspannung, was ihnen ein sehr gutes Spreitvermögen verleiht; sie ziehen sich auf der Haut zu einem Schutzfilm auseinander, der wasserdampfdurchlässig ist. Dieser Film wirkt wie eine Barriere, sodass die Haut weniger Feuchtigkeit nach außen verliert und zugeführte Feuchtigkeit besser hält. Gleichzeitig lässt er natürliche Transpiration verdunsten, weshalb sich der Effekt von einer luftdichten Okklusionsschicht unterscheidet. Die Haut erscheint glatter, weil der Film die Oberfläche optisch ausgleicht.
Am Haar liegt der Film außen auf der Faser, reduziert die Reibung beim Kämmen und reflektiert Licht stärker, was als Glanz wahrgenommen wird. Welche Kettenlänge ein Hersteller einsetzt, bestimmt Flüchtigkeit und Viskosität des Silikons und damit, ob es als leichtes Öl oder als zähe Masse vorliegt. Kurzkettige, zyklische Methylsiloxane verdunsten, während lineares Dimethicon als nichtflüchtiges Silikon auf der Oberfläche verbleibt. Für Sonnenschutz wird das Polymer zudem als Beschichtung mineralischer Filter genutzt, damit sich Zinkoxid und Titandioxid gleichmäßig verteilen und lückenlos schützen.
Zur Evidenz: Studien am Menschen, die einen kosmetischen Nutzen von Dimethicon belegen, lagen für diesen Artikel nicht vor; die beschriebenen Wirkungen stützen sich auf Stoffdaten, die Funktionsbeschreibung der CosIng-Datenbank und Fachportale. Gut dokumentiert ist dagegen die Sicherheit: Das Expertengremium des Cosmetic Ingredient Review (CIR) wertete 2003 die Daten zu Dimethicon und 19 verwandten Silikonen aus und beschreibt den Stoff als Gemisch vollständig methylierter, linearer Siloxanpolymere, das wegen seines hohen Molekulargewichts nicht nennenswert in die Haut eindringt. Klinische und tierexperimentelle Absorptionsstudien fanden nach dermaler Anwendung keine Aufnahme, und in Reizungsstudien wurde Dimethicon als minimal reizend eingestuft. Kritiker weisen darauf hin, dass die Wirkung ausschließlich an der Oberfläche stattfindet und man fragen kann, ob der Nutzen über ein angenehmeres Hautgefühl hinausgeht. Ebenso ist unbelegt, ob der Film das Eindringen anderer Wirkstoffe tatsächlich behindert. Gesichert ist dagegen die physikalische Grundlage: Die niedrige Oberflächenspannung, die Wasserunlöslichkeit und die Beweglichkeit der Siloxankette erklären Spreitverhalten, Film und Hautgefühl vollständig ohne biologische Wirkung.