水溶液具有微碱性，品尝时有清凉感。加热至100℃时变成为二水盐。后者为无色单斜柱状晶体或粒状粉末，易溶于水。在1450℃时变成无水物，更高温度即分解。常用作缓冲剂、络合剂、***培养基，用于祛痰、发汗、阻止血液凝固，并用于食品、饮料、电镀、照相等方面。柠檬酸钠具有上述多种优良的性能，因而具有广泛的用途。柠檬酸钠***性、具有pH调节性能及良好的稳定性，因此可用于食品工业。

含柠檬酸钠的液体洗涤剂具有优良的洗涤性能，因此，国内外已经开发出多种洗涤剂。含柠檬酸钠的液体洗涤剂还具有其他的优良性能，如有的含柠檬酸钠清洗剂对某些金属器具无腐蚀性，具有金属离子络合能力。柠檬酸钠对Ca2+、Mg2+等金属离子具有良好的络合能力，对其他金属离子，如Fe2+等离子也有很好的络合能力,溶解性能，并且溶解性随水温升高而增加。

无色或白色结晶颗粒或结晶性粉末，无嗅、味咸、凉、易溶于水、难溶于乙醇，过热分解，在潮湿空气中微有潮解性，在热空气中微有风化。相对密度1.19，熔点150℃（此温度时失去结晶水），溶液pH值约为8。广泛用于食品、饮料、香料行业作为酸味剂、调味剂及防腐剂、保鲜剂、缓冲剂、螯合剂。在化工行业、化妆品行业及洗涤行业中作剂、增塑剂、洗涤剂。药行业中作抗凝剂。化工、皮革、印刷、***电镀及原子能等工业。

柠檬酸钠可作为新型锂离子电池负极，展示出优异的电化学性能；通过电化学表征以及FTIR和XPS解析，柠檬酸钠电极的储锂机理是包含三电子锂化/脱锂化和快速锂插层/去插层电容过程的混合机制，且在大电流密度下以电容行为为主；每个柠檬酸钠单元中，存在三个可能的锂离子反应位点：一个O–H基团，三个C=O基团和三个O–Na基团。