胶原蛋白是皮肤组织的主要蛋白质成分，胶原是由成纤维细胞合成的，随着年龄的增加，成纤维细胞的合成能力下降，若皮肤中缺乏胶原蛋白，胶原纤维就会发生交联固化，使细胞间粘多糖减少，皮肤便会失去柔软、弹性和光泽，发生老化，同时真皮的纤维断裂、脂肪萎缩、汗腺及皮脂腺分泌减少，使皮肤出现色斑、皱纹等一系列老化现象。肤中胶原以Ⅰ型和Ⅲ型为主，它有很强的抗张性，儿童的皮肤以Ⅲ型为主，到了成年，皮肤以Ⅰ型为主，随着年龄的增长，交联键日益增多，胶原纤维亦越紧密，皮肤容易老化僵硬。另外，面部的皮肤，由于长期暴露在空气中，受到紫外线的照射，引起皮肤受损，使胶原纤维束失去其生理性的弹回性能而变直，导致皮肤松弛、干裂。
在国外，对胶原蛋白在美容方面的作用已进行深入的研究。其实验证明0.01%的胶原蛋白纯溶液就有良好的抗各种辐射的作用，且能形成很好的保水层，能提供皮肤所需要的全面水分。动物实验也表明，含有胶原蛋白的膏体涂皮肤后能有效地改善皮肤表皮和真皮结构，促进皮肤内胶原的合成。胶原蛋白应用于美容中的功效总结起来有如下几点:
（1）营养性:可以给予含有胶原蛋白的皮肤层所必需的养分，补充18种对人体有益的氨基酸，使皮肤中的胶原蛋白活性加强，保持角质层水分以及纤维结构的完整性，改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢，增强循环，达到滋润皮肤，延缓衰老、美容、消皱、养发的目的。
（2）修复性:胶原蛋白具有独特的修复功能，胶原蛋白和周围组织的亲和性好，从而具有修复组织的作用。
（3）保湿性:由于胶原蛋白分子中含有大量的亲水基团，使之具有了良好的保湿功效，能够达到保持皮肤润泽的目的。
（4）配伍性:胶原蛋白可以调节和稳定pH值，稳定泡沫，乳化胶体的作用。同时，作为一种功能性成分在化妆品中可以减轻各种表面活性剂、酸、碱等刺激性物质对皮肤、毛发的损害。
（5）亲和性:胶原蛋白对皮肤和头发表面的蛋白质分子有较大的亲和力，胶原蛋白主要通过物理吸附与皮肤和头发结合，能耐漂洗处理。亲和作用大小随相对分子量增大而增强。相对分子量小的分子可以渗入皮肤和头发的表皮，有时还可以透过皮质层，达到营养皮肤的作用。相对分子量大的分子，每个分子结合位置较多，结合力增强，亲和力增大。美容胶原是一种新型抗衰老美容材料。
早在20世纪70年代初美国就率先推出注射用牛胶原，用于祛斑除皱纹及修复瘢痕，取得了令人满意的效果。人胶原是新一代生物美容材料，它是从健康人体（如胎盘）中提取的胶原蛋白，经化学纯化，不含细胞及组织相容性胶原，不会诱发抗体和免疫反应，从而更为安全。近年来，英美等国采用注射性胶原来整复面部软组织的各种损伤，如痤疮痕、水痘痕，衰老引起的面部皱纹或皱折。我国研制的这种胶原注射剂已广泛应用于美容界，在延缓皮肤衰老，重建受损肌肤等方面取得了良好的效果。美容胶原与人体组织的亲和性很好，有利于自身组织的修复再生。实验证明，当注射胶原蛋白几周后，体内成纤维细胞、脂肪细胞及毛细血管向注射的胶原蛋白内移行，组合成自身胶原蛋白，从而形成正常的结缔组织，使受损老化的皮肤得到填充和修复，达到延缓皮肤衰老的目的。
美容胶原蛋白主要有以下几方面作用:消除皮肤瘢痕，应用美容胶原可以使瘢痕软化，逐渐被组织吸收而消退;减轻或消除皮肤皱纹。20岁以后人的皮肤开始出现皱纹，注射美容胶原可以填平皱纹的凹陷，有效地减轻或消除皮肤皱纹，矫正脸型。化妆品中添加特定肽胶原蛋白，由于与皮肤结构的相似，具有良好的渗透性，可被皮肤吸收，填充在皮肤基质之间，使皮肤丰满，皱纹舒展，具有弹性。随着年龄的增长，皮肤的结构也在发生变化，老化的皮肤更容易干燥。食物中的胶原属硬蛋白，很难消化吸收，因为人体的胃肠道消化器官内缺少特异性胶原酶将胶原的3条肽链拆开。即使是完全煮化了的鱼皮汤、猪皮汤（猪皮冻），其分子量也在几十万，人体的吸收率仅为20%左右。有制造商采用生物技术低温萃取的多肽胶原蛋白，去除了脂肪、杂蛋白等非胶原蛋白成分，避免了高温蒸煮等过程，使用生物酶定向剪切技术经先进的膜分离纯化工艺使胶原蛋白的活性、分子极性、螺旋状态得到充分保持，分子量1500-2000道尔顿，其吸收率为95%～100%，非常适合人体对胶原蛋白的补充。
多肽胶原蛋白是α－氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物。研究表明，多肽胶原蛋白中含有19种氨基酸，包括7种人体必需氨基酸和2种能促进儿童生长发育的半必需氨基酸。含有较多在其他蛋白质中少见的羧脯氨酸和羧赖氨酸残基，也有较多脯氨酸(pro)和赖氨酸。脯氨酸和4-羟脯氨酸含量高达15-30％，是各种蛋白质中含量最高的。丙氨酸、谷氨酸的含量也比较高，同时还含有在一般蛋白中少见的羟脯氨酸、焦谷氨酸和在其他蛋白质几乎不存在的羟基赖氨酸。所以多肽胶原蛋白的营养十分丰富。
研究证实胶原蛋白具有保持皮肤水分的作用。胶原蛋白分子外侧亲水基团羧基与羟基等的大量存在，使胶原分子极易与水形成氢键，因此胶原蛋白、特别是多肽胶原蛋白具有良好的保水保湿性能。
近年研究表明，胶原多肽具有明显改善与老化相关的胶原合成低下作用。经老鼠投食实验表明此多肽具有促进胶原合成效果，可促进皮肤胶原代谢作用。