檸檬酸是有機酸中第一大酸，由于物理性能、化學性能、衍生物的性能，是廣泛應用于食品、醫藥、日化等行業最重要的有機酸。
1.用于食品工業
因為檸檬酸有溫和爽快的酸味，普遍用于各種飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點心、餅干、罐頭果汁、乳制品等食品的制造。在所有有機酸的市場中，檸檬酸市場占有率 70%以上，到目前還沒有一種可以取代檸檬酸的酸味劑。 一分子結晶水檸檬酸主要用作清涼飲料、果汁、果醬、水果糖和罐頭等的酸性調味劑，也可用作食用油的抗氧化劑。同時改善食品的感官性狀，增強食欲和促進體內鈣、磷物質的消化吸收。無水檸檬酸大量用于固體飲料。檸檬酸的鹽類如檸檬酸鈣和檸檬酸鐵是某些食品中需要添加鈣離子和鐵離子的強化劑。檸檬酸的酯類如檸檬酸三乙酯可作無毒增塑劑，制造食品包裝用塑料薄膜，是飲料和食品行業的酸味劑,防腐劑。
2.用于化工、制藥和紡織業
檸檬酸在化學技術上可作化學分析用試劑，用作實驗試劑、色譜分析試劑及生化試劑；用作絡合劑，掩蔽劑；用以配制緩沖溶液。采用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑，可改善洗滌產品的性能，可以迅速沉淀金屬離子，防止污染物重新附著在織物上，保持洗滌必要的堿性；使污垢和灰分散和懸浮；提高表面活性劑的性能，是一種優良的鰲合劑；可用作測試建筑陶瓷瓷磚的耐酸性的試劑。 　　服裝的甲醛污染已是很敏感的問題，檸檬酸和改性檸檬酸可制成一種無甲醛防皺整頓劑，用于純棉織物的防皺整理。不僅防皺效果好，而且成本低。
3.用于環保
檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。我國煤炭資源豐富，是構成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝，導致大氣SO2污染嚴重。目前，我國SO2年排放量已近4000萬噸，研究有效的脫硫工藝，實為當務之急。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無毒、化學性質穩定、對SO2吸收率高等原因，是極具開發價值的脫硫吸收劑。
4.用于禽畜生產
在仔豬飼料中添加檸檬酸，可以提早斷奶，提高飼料利用率5％～10％，增加母豬產仔量。在生長育肥豬日糧中添加1％～2％檸檬酸，可提高日增重，降低料肉比，提高蛋白質消化率，降低背脂厚度，改善肉質和胴體特性。檸檬酸稀土是一種新型高效飼料添加劑，適用于豬、雞、魚、蝦、牛、羊、兔、蠶等各種動物，具有促進動物生長，改善產品品質，提高抗病能力及成活率，提高飼料轉化率，縮短飼喂周期等特點。
5.用于化妝品
檸檬酸屬于果酸的一種，主要作用是加快角質更新，常用于乳液、乳霜、洗發精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。 角質的更新有助于皮膚的中黑色素的剝落，毛孔的收細，黑頭的溶解等。例如碧歐泉活泉舒敏潔面摩絲，令皮膚柔軟、舒適，膚色清新、純凈。
6.用于殺菌
檸檬酸與80℃溫度聯合作用具有良好殺滅細菌芽孢的作用，并可有效殺滅血液透析機管路中污染的細菌芽孢。享有“西餐之王”美譽的檸檬具有很強的殺菌作用，對食品衛生很有好處，再加上檸檬的清香氣味，人們歷來喜歡用其制作涼菜，不僅美味爽口，也能增進食欲。
7.用于醫藥
在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血過程中，必須有鈣離于參加。枸櫞酸根離子與鈣離子能形成一種難于解離的可溶性絡合物，因而降低了血中鈣離子濃度，使血液凝固受阻。本品在輸血或化驗室血樣抗凝時，用作體外抗凝藥。