Eine besondere Art der Photosensibilisierung ist die photoallergische Reaktion. Im Vergleich zur phototoxischen Reaktion tritt sie eher selten auf und lässt sich nicht immer eindeutig von ihr unterscheiden. Bei einer photoallergischen Reaktion handelt es sich um eine immunologische Hypersensibilitätsreaktion. Sie kann am ganzen Körper auftreten, das bedeutet auch an Stellen, die nicht direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt waren. Wie bei den meisten allergischen Reaktionen äußert auch sie sich verzögert, nach vorangegangener Antigenbildung. Als Mechanismus vermuten Wissenschaftler, dass die photosensibilisierende Substanz in Anwesenheit von UV-A-Strahlung kovalent an körpereigene Proteine bindet. Dadurch entsteht ein so genanntes Photoantigen, das bei erneuter Sonnenexposition eine immunologische Reaktion hervorruft.
