柠檬可通过冷藏、冷冻、腌制、干燥、真空密封等方式延长保存时间。
完整柠檬用厨房纸包裹后放入保鲜袋，置于冰箱冷藏室可保存2-4周。切开的柠檬需用保鲜膜紧密包裹切面，避免氧化变质，冷藏保存3-5天。冷藏温度建议控制在4-8摄氏度，湿度过高易导致霉变，可放置食品干燥剂调节湿度。
将柠檬切片或榨汁后装入冰格冷冻，可保存6个月以上。冷冻会使果肉细胞破裂，解冻后更适合用于烹饪或饮品调味。整颗柠檬冷冻前需用盐水清洗表面蜡质，擦干后直接放入密封袋，使用时可稍解冻后刨取柠檬皮屑。
用盐或糖腌制柠檬是传统保存方法。将柠檬切片分层铺入消毒容器，每层撒盐或糖压实，密封阴凉处存放2个月后可使用。腌制过程会产生乳酸菌发酵，形成独特风味，适合制作摩洛哥塔吉锅等料理。
柠檬切片后置于烘干机或阳光通风处脱水，制成柠檬干可保存1年。干燥温度不宜超过60摄氏度，避免维生素C大量流失。干燥后的柠檬片可直接泡水，或研磨成粉作为天然调味料使用。
使用真空机抽除包装内空气，可抑制微生物生长。完整柠檬真空密封后冷藏可延长至1个月，冷冻保存可达8个月。该方法需配合食品级真空袋使用，注意检查密封性，避免漏气导致腐败。
日常保存柠檬需避免潮湿、高温和阳光直射环境。未切开柠檬常温通风处可存放1周左右，但表皮会逐渐失水变硬。建议根据使用需求选择合适保存方式，冷冻法适合长期保存大量柠檬，冷藏适合短期使用。无论采用何种方法，出现霉斑、异味或质地变软时应立即丢弃。柠檬表皮可能残留农药，食用前建议用果蔬清洁剂冲洗，有机柠檬更适合连皮使用。
