Linalool ist ein tertiärer Alkohol mit zehn Kohlenstoffatomen, zwei Doppelbindungen und einer Hydroxylgruppe am dritten Kohlenstoff, die zugleich das Stereozentrum bildet. Zusammen mit Geraniol, Nerol und Citronellol wird es zu den sogenannten Rosenalkoholen gezählt. Die beiden Enantiomere lösen im Menschen unterschiedliche neuronale Antworten aus und werden deshalb als verschiedene Gerüche wahrgenommen: (S)-Linalool süß und petitgrainartig, (R)-Linalool holzig und lavendelartig. Dieser Unterschied erklärt, warum natürliche Öle je nach Pflanze unterschiedlich riechen, obwohl sie denselben Hauptbestandteil enthalten.
Der kosmetische Wirkmechanismus ist die Geruchswahrnehmung. Linalool ist flüchtig und erreicht die Riechschleimhaut bereits bei sehr niedrigen Schwellen: 0,8 ppb für die (R)-Form, 7,4 ppb für die (S)-Form. In der Pflanze entsteht das Molekül durch Umlagerung von Geranylpyrophosphat; die Linalool-Synthase steuert über ihre Metall-Cofaktor-Bindungsdomäne, welches Enantiomer gebildet wird. Pflanzen nutzen den Stoff als Metabolit, als flüchtige Ölkomponente und als antimikrobiellen Wirkstoff; antimikrobielle und antifungale Eigenschaften sind für den Reinstoff beschrieben. In Kosmetik ist dieser Aspekt nachrangig, der Stoff wird nicht als Konservierungsmittel geführt, sondern ausschließlich als Duft- und Desodorierungsstoff.
Wissenschaftlich am besten untersucht ist die Autoxidation. Die Doppelbindungen reagieren mit Luftsauerstoff zu Hydroperoxiden und Linalooloxid, die als eigentliche Allergene gelten, während das reine Molekül nur schwach sensibilisiert. Deshalb wird Linalool als Prohapten bezeichnet: Es wird erst durch Umwandlung außerhalb oder in der Haut zu einem Stoff, den das Immunsystem erkennt. Die Oxidation lässt sich durch Herstellungsdisziplin, Verpackung und Lagerung bremsen, vollständig verhindern lässt sie sich bei offenen Flakons nicht.
Die Evidenzlage für kosmetische Nutzeffekte jenseits des Dufts ist dünn. Beruhigende oder hautpflegende Wirkungen werden in Ratgebern wiederholt genannt, stammen aber überwiegend aus Untersuchungen an Zellen, Tieren oder zur Inhalation; eine Studie zur sedierenden Wirkung beim Einatmen konnte keine wirksame Dosis angeben. Für diesen Artikel lagen keine klinischen Studien vor, die einen kosmetischen Vorteil der äußerlichen Anwendung am Menschen belegen; Studienaussagen dazu bleiben daher aus. Die verfügbare Fachliteratur konzentriert sich auf Sicherheitsfragen, insbesondere auf Epikutantests mit Linalool-Hydroperoxiden in dermatologischen Zentren. Solange sich das nicht ändert, bleibt Linalool in Kosmetik sachlich ein Duftstoff, dessen Nutzen im Geruch und dessen Risiko in der Sensibilisierung liegt.