柠檬酸作为酸味剂广泛应用于各种饮料和以及果汁的生产，使产品的酸味清爽可口，并有果味的香甜。柠檬酸本身是果汁的天然成分之一，不仅赋予饮料水果风味，而且具有增溶和缓冲以及抗氧化等作用。柠檬酸作pH值的调整剂，可使其pH值降低，抑制腐败微生物的繁殖。一般当pH值小于5.5时，大部分腐败细菌可被抑制。如当葡萄或其他酿酒原料成熟过度而酸度不足时，可以用柠檬酸调节，以防止所酿造的酒口味单薄，同时还有抗氧化和保护色素的作用，以保护果汁的新鲜感和防止变色。
此外柠檬酸作抗氧化剂的增效剂，如在切去皮后的果蔬原料中加入浓度为0.1%的抗坏血酸溶液可防止原料氧化褐变。通常以柠檬酸作为增效剂，以控制酚酶的活力，防止酶褐变。如添加柠檬酸可以改善冰激凌的口味，增加乳化稳定性，防止氧化作用。在果酱和果冻中同样可以增进风味，并有抗氧化作用。如各种肉类和蔬菜在腌制加工时，加入或涂上柠檬酸可以改善风味，除腥去臭，抗氧化。柠檬酸还可作为香料稳定剂添加到许多食品包装材料中去，起到保鲜除异味作用，如将添加1%柠檬酸等聚乙烯制成的膜用于包装鱼及其腌制品，三天后能明显降低异味。
柠檬酸是食品加工业中很重要的食品添加剂，也广泛应用于医药和染料及其他工业。柠檬酸生产有两条途径，一条是以淀粉及糖类为原料，用微生物发酵方法来制取；另一条是从含酸分丰富的原料中提取，特别是在果品加工中进行综合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液，其含酸量可达4至5%，制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取柠檬酸很好原料。其主要提取工艺有以下几步：
原料澄清过滤：橘汁和梅汁中含有不少果胶及杂质，需进行澄清，促进杂质沉淀，然后用压滤机压滤。
中和：可用碳酸钙或石灰中和，要预先调成浆状进行，好加入15%碳酸钙中和。具体做法是：把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时，逐渐加入碳酸钙乳浆，继续加热2小时，初温控制在5摄氏度左右，后可升高到100摄氏度，至溶液呈青绿色时，即表示已完成中和反应。然后静置沉淀，此沉淀即为果酸钙。
除盐：所得柠檬酸钙含有盐分，可用清水洗涤，加热至70—80摄氏度，反复多次，直至盐分除净为止，干燥备用。
酸解脱色：柠檬酸钙浆液加热至60至70摄氏度，加入浓度为35%的硫酸，沸腾3小时左右，待柠檬酸钙分解完成，即静置沉淀，上层清液为柠檬酸溶液。将暗红色的柠檬酸用1—2%活性炭脱色半小时，则得无色清液。
浓缩和晶析：将无色柠檬酸液进行浓缩，至固形物含量75%时，于结晶缸内静置结晶。4—5天可完成晶析。
离心和干燥：柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质，需用离心机除去。然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下，后通过过筛分级以及包装即为成品。
动物养殖
柠檬酸，又称枸橼酸、2-羟基丙三羧酸，在机体三羧酸循环中由乙酰辅酶 A 和草酰乙酸羧合而成，参与体内糖、脂肪和蛋白质代谢。 天然的柠檬酸存在于植物（如柠檬、柑橘、菠萝等）果实和动物的骨骼、肌肉、血液中，人工合成则通过砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵制得。 在配合饲料中添加柠檬酸可消毒，预防霉变，防止沙门氏菌等感染动物饲料。 动物采食柠檬酸可减少病原体的增殖和抑制有毒代谢产物产生，提高动物应激力。
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