Por definición, una arruga es un surco o pliegue de la piel o de cualquier otra membrana, ya sea por disminución de la capa de grasa más profunda o por disminución del tamaño de las células que hacen parte de la dermis. Esencialmente, ocurre una disminución del contenido de agua, la piel produce menos aceite y la capa externa (epidermis) se vuelve áspera y seca; además, hay una alteración de las fibras elásticas y de colágeno situadas en la dermis. Cuando la producción de colágeno se reduce, la piel cede. A medida que las fibras de elastina se van deteriorando, la piel pierde su elasticidad y aparecen las arrugas y los cambios en apariencia que pueden diferenciar la piel envejecida de la piel joven.
Los vasos sanguíneos de la dermis o capa profunda, suplen de oxígeno y nutrientes a la piel, los cuales ascienden hasta la epidermis para estimular formación de nuevas células. En la dermis se albergan las fibras de colágeno que le dan la fuerza y la firmeza a la piel, y la elastina, la cual le da a la piel su flexibilidad. Además esta capa es la responsable de producir humedad y mantenerla. lo que le da a la piel su textura y suavidad a través del tiempo.
El envejecimiento natural no viene con arrugas necesariamente, pero al ocurrir ocasiona arrugas finas superficiales. La exposición solar genera arrugas prematuras que son profundas y gruesas.