柠檬酸主要用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等。此外，柠檬酸还有抑制细菌、护色、改进风味、促进蔗糖转化等作用。柠檬酸还具有螯合作用，能够清除某些有害金属。柠檬酸能够防止因酶催化和金属催化引起的氧化作用，从而阻止速冻水果变色变味。
因为柠檬酸有温和爽快的酸味，在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、乳酸饮料等清凉饮料和腌制品，其需求量受季节气候的变化而有所变化。柠檬酸约占酸味剂总消耗量的2/3。在水果罐头中添加柠檬酸可保持或改进馆藏水果的风味，提高某些酸度较低的水果罐藏时的酸度（降低pH值),减弱微生物的抗热性和抑制其生长，防止酸度较低的水果罐头常发生的细菌性胀罐和破坏。在糖果中加入柠檬酸作为酸味剂易于和果味协调。在凝胶食品如果酱、果冻中使用柠檬酸能有效降低果胶负电荷,从而使果胶分子间氢键结合而凝胶。在加工蔬菜罐头时，一些蔬菜呈碱性反应，用柠檬酸作pH调整剂，不但可以起到调味作用,还可保持其品质。柠檬酸所具有螯合作用和调节pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能，抑制酶活性，延长食品保存期。
一水柠檬酸主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调味剂，也可用作食用油的抗氧化剂。同时改善食品的感官性状，增强食欲和促进体内钙、磷物质的消化吸收。
无水柠檬酸大量用于固体饮料。柠檬酸的盐类如柠檬酸钙和柠檬酸铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂。柠檬酸的酯类如柠檬酸三乙酯可作***增塑剂，制造食品包装用塑料薄膜，是饮料和食品行业的酸味剂，防腐剂。
用于水处理行业
柠檬酸在水处理中具有杀菌、调节水质PH值的作用，柠檬酸的酸度可以改变细胞的pH值并影响细菌的正常代谢。酸性高浓度的氢离子也会改变细菌的生物活性并直接损害细胞。
用于化学试剂、洗涤
柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合剂、掩蔽剂，用以配制缓冲溶液。
用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性，使污垢和灰分散和悬浮，提高表面活性剂的性能。
柠檬酸还可制成无甲醛防皱整理剂，用于纯棉织物的防皱整理。
用于化妆品
柠檬酸具有防止和消除皮肤色素沉着的作用。柠檬酸属于果酸的一种，主要作用是加快角质更新，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、***用品、青春痘用品等。角质的更新有助于皮肤黑色素剥落、毛孔收细、黑头溶解等。
用于环保
我国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部分，然而一直缺乏***烟气脱硫工艺，导致大气SO2污染严重。目前，我国SO2年排放量已近4000万吨，研究***脱硫工艺，实为当务之急。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、***、化学性质稳定、对SO2吸收***等原因，是***开发价值的脱硫吸收剂。
用于禽畜添加剂
在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以提早断奶，提高饲料利用率5%～10%，增加母猪产仔量。在生长育肥猪日粮中添加1%～2%柠檬酸，可提高日增重，降低料肉比，提高蛋白质消化率，降低背脂厚度，改善肉质和胴体特性。
