柠檬变质主要表现为果皮发霉、软烂、变色或散发异味，内部果肉干瘪、发黑或出现霉斑。判断柠檬是否坏掉可从外观、触感、气味三方面综合观察。
新鲜柠檬表皮应呈亮黄色或黄绿色，质地紧实有弹性。若表面出现白色、绿色绒毛状霉斑，或局部发黑软化，通常已受霉菌污染。轻微擦伤或局部褐变若未扩散且无异味，削去变质部分后仍可食用。当柠檬重量明显变轻、按压时无弹性或果皮与果肉分离，说明水分流失严重，口感会变差。切开后若果肉呈褐色或黑色，伴有发酵酒味或腐臭味，则已变质不可食用。
特殊情况下，冷藏过久的柠檬可能外表无明显异常，但内部已产生霉变。若柠檬储存超过三周，建议切开检查果肉状态。冷冻保存的柠檬解冻后质地会软化，但颜色气味正常仍可用于调味。表皮打蜡的商用柠檬若出现蜡层脱落、油渍渗透现象，可能已存放过久。
储存柠檬时可先用厨房纸包裹后装入透气保鲜袋，置于冰箱蔬果格能延长保鲜期。已切开的柠檬需用保鲜膜包裹切口冷藏，建议两天内用完。食用前用流水搓洗表皮可去除部分防腐剂或农残，霉变柠檬务必整颗丢弃，避免误食霉菌毒素引发胃肠不适。
