柠檬可以通过冷藏、冷冻、腌制、阴凉通风保存、真空密封等方式延长保存时间。
将完整无损的柠檬用厨房纸包裹后放入保鲜袋，排出空气后扎紧袋口，置于冰箱冷藏室蔬果格。冷藏温度控制在4-8摄氏度可减缓水分流失，表皮油脂层能维持2-3周不干瘪。若已切开柠檬，需用保鲜膜紧密包裹切面后再冷藏，建议48小时内用完。
柠檬切片平铺在烘焙纸上冷冻定型后转入密封袋，挤出空气后冷冻保存。冷冻状态下柠檬细胞结构被固定，维生素C流失速度显著降低，可保存4-6个月。使用时无需解冻，直接取用冷冻片泡水或烹饪，但解冻后果肉会变软不宜鲜食。
将柠檬切片后与食盐按层叠放于消毒容器，密封后形成高渗环境抑制细菌滋生。盐渍柠檬可存放3个月以上，适合用于烹饪调味。也可用蜂蜜浸泡柠檬片，糖分形成防腐屏障，冷藏保存1个月左右，但糖尿病患者需慎用。
完整柠檬置于竹篮或镂空容器，存放于15摄氏度以下避光环境，保持相对湿度60%-70%。定期检查剔除霉变个体，此法可维持1-2周新鲜度。注意避免与释放乙烯的水果同放，且表皮有损伤的柠檬需优先使用。
使用真空机抽除包装袋内空气后密封，阻断氧化反应和微生物活动。完整柠檬真空冷藏可保鲜1个月以上，切开的柠檬真空保存能延长至5-7天。需确保密封条完好无损，每次取用后重新抽真空。
保存过程中需注意柠檬表皮是否出现霉斑或软腐，变质柠檬会产生展青霉素等有害物质。不同成熟度的柠檬应分开存放，青柠比黄柠更耐储存。日常取用遵循先进先出原则，避免反复温度变化导致冷凝水加速腐败。搭配硅胶干燥剂或食品脱氧剂可进一步提升保存效果，但不可与柠檬直接接触。若需长期保存柠檬风味，可考虑制作柠檬干或柠檬酱等深加工产品。
