柠檬闻起来是清新酸爽的柑橘类香气，带有微苦的植物气息。柠檬的独特气味主要来源于果皮中的柠檬烯、柠檬醛等挥发性成分，这些物质具有提神醒脑、舒缓情绪的作用。
柠檬的气味特征与成熟度密切相关。未完全成熟的青柠檬散发更尖锐的酸涩感，混合着青草般的生涩气息，果皮油脂含量较高时还能闻到类似松木的树脂香。完全成熟后的黄柠檬则呈现更柔和的甜酸平衡，果肉汁水充沛时会释放出类似蜂蜜的淡淡甜香，但基底仍保持鲜明的酸调。冷冻或加热后的柠檬会减弱清新感，转而凸显出更浓郁的木质调。
特殊情况下柠檬气味可能出现异常。长期暴露在高温环境中的柠檬会产生发酵酒味，果皮霉变时会散发土腥味，若储存时接触化学制剂则可能带有刺激性异味。这类变质的柠檬不仅气味改变，果皮通常会出现发软、变色等肉眼可见的变质特征，建议丢弃处理。
日常可通过柠檬香气判断新鲜程度，优质柠檬果皮油胞饱满，轻刮即散发持久清香。将柠檬切片放入水中或用于烹饪时，其芳香物质会随温度升高更充分释放。对气味敏感者建议避免直接凑近嗅闻果皮，可将柠檬与薄荷、生姜等食材搭配使用以中和刺激性。储存时需保持干燥通风，与其他气味强烈的食物分开放置。
