柠檬酸为白色结晶性粉末，无臭、味极酸，密度1.542g/cm3，熔点153-159℃，175℃以解释放出水及二氧化碳。柠檬酸易溶于水和乙醇，20℃时溶解度为59%，其2%水溶液的pH为2.1。

柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而存在差异，在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有吸湿性，加热可以分解成多种产物，可与酸、碱、甘油等发生反应。