除了食用，许多人还用橄榄油来涂抹皮肤，也有许多护肤乳液中使用了橄榄油，宣称它能带来普通油不具有的美容护肤功能。
这样的理念和宣称也并不新鲜。在远古的欧洲，人们就用橄榄油来抗皱保湿护肤。油本身就有助于保湿，而其中的抗氧化剂在外用的情况下对于紫外线等氧化损失也有一定的保护作用。所以，有人觉得橄榄油护肤品“有效”也并不奇怪。
不过，古人的经验往往只是主观“感觉”，传说中的功效经常是“信则灵”的结果。要想确切知道它是不是有效，还需要现代科学的方法来检验。
有很多研究评估过橄榄油对皮肤保护的影响。比如2008年的《儿童皮肤病学》（Pediatric dermatology）杂志就发表过澳大利亚的一项随机对照试验，研究早产儿皮肤的处理。在实验中，173个早产婴儿被随机分成三组，一组使用某种市场上的专用软膏，一组使用30％橄榄油和70％羊毛脂制成的乳液，另一组不使用药品做对照。在实验开始后的2～4周之内，在不知道所评估的婴儿属于那一组的情况下，由评估者对这些婴儿的皮肤状况进行打分。结果是，使用橄榄油乳液的那一组婴儿皮肤状况最好，对照组最差。这样的实验能够说明橄榄油和羊毛脂的乳液比什么都没有用要好，也能说明它比做选用的那个“伴读生”要优秀，但是橄榄油是不是象传说中那样“特别有效”，依然无法说明。
如果只有这项研究，那么也还可以说“聊胜于无”，橄榄油乳液即使不那么有效，但也不会更糟。但2013年该杂志发表的另一项研究却又对这种态度造成了严重冲击。该研究的目标是比较橄榄油和葵花籽籽油对皮肤的影响。十九位皮肤正常的成年志愿者被分成两组。第一组每天在一只胳膊的前臂施用两次橄榄油，每次6滴，而另一只则不做处理，总共持续5周。第二组也是每天两次，每次在一边的前臂上施用6滴橄榄油，另一只施用6滴葵花籽油，持续4周。最后，通过测定角质层完整性和凝聚力、保湿性、皮肤表面的pH值和红斑等指标来评价皮肤状况。结果发现，施用橄榄油降低了角质层的完整性，导致了轻度红斑，而葵花籽油则保持了角质层的完整性，没有引起红斑。因此，研究者认为，橄榄油会损害皮肤的屏障作用，因此不应该用于干性皮肤和婴儿按摩。
就科研证据的强度而言，这两项都只能算是“初步研究”，不能说“证明”或者“否定”了橄榄油对皮肤的作用。考虑到婴幼儿的承受能力比较低，如果从谨慎角度出发，那么第二项研究的作者建议更值得重视。
不过，对于时尚女性来说，更关心的大概是橄榄油是否有助于祛斑之类。比如很多护肤乳液产品就使用了橄榄油，宣称可以预防或者处理妊娠纹。
妊娠纹产生于皮肤中间的真皮层。真皮层中有胶原蛋白和弹性蛋白，因而具有弹性，能起到保持皮肤形状的作用。但是，如果真皮受到的变形过大，或者持续时间长，就可能导致真皮层断裂，从而出现斑纹。在怀孕过程中，胎儿在体内的不断生长，使得腹部皮肤受到持续性牵拉，就很容易形成这样的斑纹。在中文里，这样的斑纹被称为妊娠纹。除了怀孕，其他导致皮肤持续拉伸的因素，也可能形成这样的斑纹。比如短期内体重大幅增加的男性，也同样可能出现“妊娠纹”。
早期的妊娠纹呈浅红色，后逐渐转成白色。据统计，大约有50％到90％的女性在怀孕中会出现妊娠纹。它的存在会给许多女性带来心理上的不安，也就使得预防和治疗妊娠纹具有格外的吸引力。
因为处理皮肤的悠久历史，“治疗妊娠纹”也就成了橄榄油以及含有橄榄油的乳液产品的卖点之一。可惜的是，这基本上只是都市传说，一直没有得到临床试验的支持。2012年11月，循证医学系统评价资料库（CDSR）发表了一项综述，总结了能够找到的6项用各种乳液处理妊娠纹的医学试验，总人数大约800人。结果很令人失望，包括橄榄油、可可脂等各种常见“功效成分”的乳液，与不含有“功效成分”的安慰剂，以及不做任何处理相比，在统计学上没有差别。这个结果用大白话说出来就是：不管是用橄榄油还是安慰剂，或者什么也不用，都是有的人会长妊娠纹，有的不长，用统计工具进行分析的结果是——长不长妊娠纹、长得多严重，跟用不用乳液以及用什么乳液都没有关系！
当然，正如综述的作者所指出的那样，这些研究的规模有限，设计也不完全严格。要对橄榄油与妊娠纹的关系作出更确定的描述，还需要更大规模的进一步研究。我们只能说，基于目前的证据，用橄榄油的预防和治疗妊娠纹，只是没有科学证据支持的美好愿望。