柠檬为小乔木。枝少刺或近于无刺，嫩叶及花芽暗紫红色，翼叶宽或狭，或仅具痕迹，叶片厚纸质，卵形或椭圆形，长8-14厘米，宽4-6厘米，顶部通常短尖，边缘有明显钝裂齿。
柠檬是单花腋生或少花簇生；花萼杯状，4-5浅齿裂；花瓣长1.5-2厘米，外面淡紫红色，内面白色；常有单性花，即雄蕊发育，雌蕊退化；雄蕊20-25枚或更多；子房近筒状或桶状，顶部略狭，柱头头状。
柠檬的果椭圆形或卵形，两端狭，顶部通常较狭长并有乳头状突尖，果皮厚，通常粗糙，柠檬黄色，难剥离，富含柠檬香气的油点，瓢囊8-11瓣，汁胞淡黄色，果汁酸至甚酸，种子小，卵形，端尖；种皮平滑，子叶乳白色，通常单或兼有多胚。花期4-5月，果期9-11月。
