檸檬酸可以以無水或一水形式存在。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。無水檸檬酸是從熱水中結晶出來的，而一水檸檬酸是從冷水中結晶出來的。一水檸檬酸可在 78 °C 左右脫去結合水轉化為無水檸檬酸。檸檬酸還能在 15 °C 時溶解于無水乙醇（每100份乙醇含76份檸檬酸），并可與乙醇反應，生成檸檬酸乙酯。溫度超過約 175 °C時，檸檬酸會分解并釋放二氧化碳。?[4]
電離情況：
檸檬酸是一種三元酸?[5]，其在 25 °C 時的電離常數為：pK1=3.13；pK2=4.76；pK3=6.40?[6]。在pH值為7左右的生物體系中，存在的兩種物質是檸檬酸根離子和檸檬酸單氫根離子。
