檸檬汁是醬汁、主要飲料、沙拉、甜點和醃料的主要成分，所以在烹飪中不要忽視檸檬的營養價值。像柑橘家族的其他成員一樣，檸檬含有纖維、維生素和礦物質等基本營養素，有助於預防慢性疾病的發展。在烤制或蒸制的魚、家禽或肉中加入檸檬，或者自己用檸檬醃製泡菜。將新鮮檸檬儲存在冰箱中，並在兩週內使用。
富含維生素C
男性每天應服用90毫克維生素C，而女性則需要75毫克。每一個中等大小的檸檬都能提供44.5毫克的維生素C，相當於男性推薦日攝入量的49%，女性推薦日攝入量的近60%。富含維生素C的食物可以降低患癌症、心臟病和高血壓的風險。此外，普渡大學的研究人員在2007年確定，喝含有檸檬維生素C的綠茶時，身體會吸收更多的抗氧化兒茶素化合物。
稠密類黃酮
2006年發表在《食品成分與分析》雜誌上的一篇綜述稱，檸檬富含黃酮類化合物。類黃酮是一種基於植物的抗氧化化學物質，通過抑制DNA和自由基損傷細胞的能力，有助於預防心臟病、中風、癌症、哮喘和神經系統問題。檸檬尤其富含類黃酮、橙皮苷和橘黴素。橙皮苷可能有助於保持骨骼強壯，降低血脂水平，而檸檬酸可以保護肝臟免受氧化損傷。
果膠
檸檬和檸檬皮含有高濃度的果膠，這是一種可溶性纖維。可溶性纖維會減緩消化，抑制食慾，同時穩定血糖水平。根據2002年發表在《歐洲營養學雜誌》上的一項研究，檸檬果膠還可以降低血液膽固醇水平。
苦味化合物滷水化合物是天然存在的化合物，有助於身體對抗癌症、某些類型的結腸癌、肺癌、口腔癌、皮膚癌、胃癌和乳腺癌。柑橘類水果中含有的檸檬苦素被稱為苦味化合物。加利福尼亞大學西方人類營養學中心的研究員戴維斯發現，檸檬苦素會導致肝細胞產生較少的血液中高膽固醇和低膽固醇的化合物。