柠檬变质通常表现为表皮发霉、果肉软烂或散发异味，可通过观察外观、触感和气味综合判断。新鲜柠檬应表皮光滑紧实、颜色均匀且带有清新香气。
柠檬表皮出现白色或绿色霉斑是典型变质迹象，霉变可能由储存环境潮湿或表皮破损导致，这类柠檬内部可能已滋生霉菌毒素，即使切除霉变部分也不建议食用。若柠檬果蒂处发黑腐烂，往往意味着内部已开始变质，切开后果肉可能呈现褐色或透明水渍状。当柠檬重量变轻、按压时失去弹性且凹陷无法回弹，说明水分大量流失，口感会变得干涩发苦。变质柠檬常散发发酵酒味或腐败酸臭味，与正常清香味差异明显，尤其切开后异味更显著。部分柠檬因低温冻伤会出现表皮褐斑或油胞破裂，虽不影响食用但风味会下降。
未切开的完整柠檬在干燥通风环境下可保存较长时间，但切开后即使冷藏也应在3天内用完。储存时避免与乙烯释放量大的水果如苹果同放，可用保鲜膜包裹切口或制成柠檬片冷冻保存。若发现柠檬汁液变得浑浊或有絮状沉淀，说明已开始腐败，不建议继续饮用。夏季高温时柠檬更容易从果蒂处开始腐烂，购买时可优先选择带枝叶的新鲜果实。
日常储存柠檬时可将其放入透气纸袋置于阴凉处，避免阳光直射加速变质。少量购买、尽快食用是保证柠檬新鲜度的最佳方式，若需长期保存可榨汁冷冻或制成柠檬干。食用前用盐水搓洗表皮可减少农残和细菌，轻微擦伤的柠檬应优先使用。特殊人群如胃酸过多者需控制柠檬摄入量，避免空腹食用刺激胃肠黏膜。
