從結構上講檸檬酸是一種三羧酸類化合物，并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學性質。檸檬酸是一種較強的有機酸，有3個H+可以電離。

在室溫下，檸檬酸為白色結晶性粉末，無臭、味極酸  ，密度1.542g/cm3，熔點153-159℃，175℃以上分解釋放出水及二氧化碳。檸檬酸易溶于水，20℃時溶解度為59%，其2%水溶液的pH為2.1。檸檬酸結晶形態因結晶條件不同而存在差異，在干燥空氣中微有風化性，在潮濕空氣中有吸濕性，加熱可以分解成多種產物，可與酸、堿、甘油等發生反應。檸檬酸溶于乙醇時與乙醇反應，生成檸檬酸乙酯