ケミカルピーリングでは、酸を含んだ薬剤で皮膚の表皮をうすくはがします。 皮膚をうすくはがすので、皮膚に炎症が起こり、赤みが出る場合があります。 医療機関では、ピーリング剤と皮膚を反応させている時に皮膚の状態をよく観察し、赤みが出る前に反応を止めることで副作用を少なくしようと心がけています。 しかし、皮膚が敏感な方や体調が優れない方、体質などによって皮膚の赤みが出てしまう場合があります。 また、ピーリング剤に対するアレルギーで赤みや痒みなどの症状が出る方もいます。

日本人のようなアジア人は、白人に比べて色素沈着が起こりやすいことがわかっています。 海外では、比較的濃度や酸性度が強いケミカルピーリングが行われていますが、日本人に同じ条件で治療をしてしまうと色素沈着の原因になる場合があります。 色素沈着を避けるためにも、治療中に皮膚の反応を見ながら、適切な濃度、酸性度、反応時間を検討する必要があります。 色素沈着は、数週間から数か月後で改善することも多いです。

ケミカルピーリングでは、皮膚の細胞を人工的にうすくはがす治療法なので、一時的に皮膚の角質層も取り除いてしまいます。 皮膚の最も外側に存在する角質層は、皮膚を乾燥や刺激から守る役割があります。 治療後に、皮膚の再生と共に角質層も元に戻るので、たいていの場合は心配はいりません。 しかし、角質層が元に戻るまで皮膚が乾燥しやすくなります。 皮膚の乾燥を避けるために、保湿や紫外線予防に気を付けましょう。

まれではあるものの、ケミカルピーリングの後にキズ跡が残ってしまう場合があります。 キズ跡が盛り上がったものを肥厚性瘢痕（ひこうせいはんこん）、キズ跡がへこんだ状態で残ってしまったものを萎縮性瘢痕とよびます。 また、キズ跡が赤くみみず腫れのようになるケロイドという副作用が起こってしまう場合もあります。