Le sostanze funzionali sono gli ingredienti che determinano, come suggerisce il nome, la funzione specifica di un cosmetico.

All'interno di ciascun prodotto possono essere presenti in numero e quantità diversi, anche se spesso al consumatore viene comunicata la presenza, tramite I'etichetta o la pubblicità, solo delle sostanze più conosciute o ritenute più importanti dal mondo del commercio. Possono avere efficacia immediata, oppure agire solo dopo un certo tempo.  Ad esempio, i filtri solari rappresentano un ottimo ingrediente anti-invecchiamento, ma la loro efficacia antirughe è visibile solo con un utilizzo continuo. Dal momento che i cosmetici vengono giudicati efficaci quando migliorano rapidamente l'immagine, spesso chi li utilizza apprezza solo i cambiamenti istantanei dopo l'applicazione. Le sostanze funzionali possono essere di tipo e origine diversa: di sintesi organica (come alcuni filtri solari), sotto forma di sali inorganici (come, ad esempio, i sali di alluminio utilizzati negli antitraspiranti), di origine animale (sempre meno utilizzati dopo l'epidemia di BSE, l'encefalopatia spongiforme bovina, ovvero la malattia della "mucca pazza")  e, infine, quelle di origine vegetale, le più diffuse.

Il gran successo di quest'ultima categoria è dovuto essenzialmente a tre motivi. Innanzi tutto, il sempre maggiore interessamento riguardo al tema dello sfruttamento e della violenza verso gli animali porta i consumatori a ritenere più "morale" l'utilizzo delle piante per i prodotti di bellezza. I casi recenti di contagio e morte di esseri umani a causa della BSE, di origine bovina, hanno contribuito alla diffusione dei derivati vegetali. Infine la crescente sfiducia nelle promesse della tecnologia fa si che la gente guardi con un certo timore i prodotti chimici di sintesi. Le piante vengono percepite, all'opposto, come elementi naturali e positivi. Una recensione sistematica dei derivati vegetali utilizzati in cosmetica è molto difficile, data la quantità di materie prime di tale origine presente sul mercato e il continuo avvicendarsi delle mode nel loro utilizzo. È possibile, comunque, organizzare un elenco dei derivati più diffusi (indicati di seguito con il rispettivo nome INCI, con cui vengono scritti sulle etichette degli ingredienti dei cosmetici) catalogati secondo funzionalità indicative:
funzione astringente:
- Rusco (Ruscus aculeatus);
- Tè (Camelia sinensis);
- Amamelide (Hamamelis virginiana);
funzione lenitiva:
- Calendula (Calendula officinalis);
- Camomilla (Chamomilla recutita);
- Aloe (Aloe borbadensis);
- Liquirizia (Glycyrrhiz  glabra);
funzione purificante/batteriostatica:
- Tea Tree Oil (Melaleuca alternifolia);
- Pompelmo (Citrus grandis);
- Rosmarino (Rosmarinus officinalis);
funzione antirughe:
- Ginseng (Panax ginseng);
- Soia (Glycine soia);
- Burro di Karitè (Butirospermum  parkii);
funzione coadiuvante microcircolo:
- Centella (Centella asiatica);
- Mirtillo (Vaccinium myrtillus);
- Ginkgo (Ginkgo biloba);
funzione schiarente:
- Uva ursina (Arctostaphylos uva-ursi);
funzione coadiuvante cellulite:
- Ippocastano (Aesculus hippocastanum);
- Fucus (Fucus vesicolosus);
funzione colorante:
- Henné (Lawsonia inermis);
- Noce (Juglans regia);
funzione emolliente:
- Olio di Avocado (Persea gratissima);
- Olio di Mandorle (Prunus dulcis);
- Olio di Jojoba (Simmondsia  chinensis o buxus chinensis);
- Olio di Oliva (Olea europaea).

Gli Oli essenziali
Esiste una categoria di sostanze funzionali vegetali che merita un discorso a sé, per il particolare tipo di molecole che la compone e per l'indubbio successo del suo utilizzo in cosmetica: si tratta degli oli essenziali. Sono sostanze odorose dall'aspetto oleoso, volatili a temperatura ambiente, ampiamente diffuse nel mondo vegetale da cui vengono estratte. Insolubili o pochissimo solubili nell'acqua, sono invece molto solubili nell'alcool e nell'etere. Vengono definiti anche oli volatili od oli eterei, per distinguerli dagli oli fissi od oli grassi (categoria alla quale appartengono i comuni oli alimentari da condimento). Nelle piante si trovano per lo più già formati all'interno di cellule specifiche e sono costituiti da miscele di molecole diverse tra  loro. Regola invariabile è che si tratta di sostanze a basso peso molecolare: è questo fatto che rende i loro composti leggeri, volatili, penetranti e, soprattutto, odorosi. Gli oli essenziali vengono estratti da diverse parti della pianta, ad esempio dai fiori, dalle foglie, dai legni, dalle radici e dai semi. A volte provengono da secreti come resine o lattici. Esistono diverse tecniche per estrarli, a seconda del modo in cui sono contenuti nella materia vegetale. Tra i metodi di estrazione più comuni, quello della spremitura, utilizzato tipicamente per gli agrumi, in cui parti notevoli di oli essenziali si trovano nella scorza. La distillazione con vapore d'acqua viene invece utilizzata per la maggior parte delle altre essenze. Attraverso l'estrazione con solventi si ottengono buone quantità di oli essenziali, contenenti però tracce residue delle sostanze tecniche utilizzate per il processo, e quindi di minor qualità e non adatti all’utilizzo per ingestione.
Le attività cosmetiche accertate per gli oli essenziali sono essenzialmente di quattro tipi:
attività profumante: diverse indagini sono state condotte su come l'inalazione di essenze influenzi la psiche umana. In ogni caso la gradevolezza delle profumazioni e il benessere che esse assicurano ai consumatori è molto importante in campo cosmetico;
attività purificante: gli oli essenziali sono antibatterici, soprattutto contro i batteri Gram-positivi, diffusi sulla cute e coinvolti nel processo della formazione del cattivo odore durante la sudorazione e nelle manifestazioni inestetiche dell'acne giovanile;
attività rubefacente: alcuni oli essenziali provocano un arrossamento della cute e questo tipo d'azione può a volte essere richiesta in particolari prodotti da massaggio, i cosiddetti revulsivi;
attività lenitiva: certi oli essenziali, come quello di camomilla, che contiene bisabololo, hanno dimostrato una certa attività di tipo lenitivo sulla cute.
In accordo con tali funzionalità accertate, le principali applicazioni degli oli essenziali risultano nel campo degli oli da bagno (azione profumante), dei prodotti da massaggio (azione rubefacente), dei prodotti per purificare la pelle (azione antibatterica) e dei deodoranti (sia per l'azione antibatterica, sia per quella profumante). Il fatto che si tratti di estratti di derivazione vegetale, spesso da piante d'utilizzo alimentare, non deve tuttavia fare trascurare attenzione nel loro utilizzo. Una volta distillate, le concentrazioni delle essenze sono molto più elevate  che nella pianta d'origine, quindi è possibile che si accumulino enormi quantità tramite l'applicazione diretta sulla pelle. Data la loro natura chimica di molecole piccole e lipofile, la penetrazione cutanea è notevole, con facile passaggio transdermico e possibile manifestazione di effetti generali sistemici.
Tra l'altro, si ripropone per gli oli essenziali un problema comune a tutti i derivati vegetali: la variabilità del contenuto secondo la stagione o la zona di raccolta. La loro composizione può cambiare molto, e ciò costituisce un ostacolo per l'industria cosmetica che ricerca la costanza della qualità e della composizione chimica.