Olej z pestek arbuza w kosmetyce ma działanie tonizujące i ściągające oraz nawilżające. Zawiera duże ilości niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, w tym kwas linolowy, oleinowy, a-linallenowy. Zawiera również witaminy A, B i E oraz magnez, żelazo, potas i mangan.
Olejek arbuzowy ma zastosowanie w różnorodnych produktach pielęgnacyjnych: kremach, maściach, balsamach, a także produktach do pielęgnacji włosów (zwłaszcza po podgrzaniu). Świetnie działa jako dodatek do innych olejków np. do masażu lub olejków eterycznych.
Olej z pestek arbuza zmniejsza stan zapalny skóry i chroni ją przed wolnymi rodnikami. Można go aplikować bezpośrednio na skórę, również u niemowląt.