因为柠檬酸有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机酸的市场中，柠檬酸市场占有率 70%以上，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 一分子结晶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。

柠檬酸在食品中主要起到酸度和pH调节的作用，因其能够降低环境中的pH，从而营造更加稳定的环境，从而使其具有一定的抑菌作用和防氧化作用。柠檬酸本身并不具有防氧化性，但能够提高体系中防氧化剂的效果，尤其是对酚类防氧剂增效显著。柠檬酸适用的食品类别非常宽泛，饮料、乳制品、脂肪制品、冷冻饮品、米面制品、肉制品等都可以使用。

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无毒增塑剂，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。柠檬性温、味苦、无毒，具有止渴生津、祛暑安胎、疏滞、健胃等功能。患者常饮柠檬饮料，对改善症状缓解病情非常有益。