柠檬酸（英语：Citric Acid、法语：Acide citrique）是一种中强度有机酸，化学式为 C6H8O7，含有3个羧基（R-COOH）基团。它是一种天然防腐剂，常用作食物和饮料的酸味添加剂。在生物化学中，柠檬酸是柠檬酸循环的重要中间产物，对几乎所有生物的代谢起到重要作用。此外，它也是一种对环境无害的清洁剂。
许多水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果，含有丰富的柠檬酸，尤其是柠檬和青柠。它们的柠檬酸含量在干燥后可达8%（果汁中约为47 g/L）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄柚的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含量会因不同的栽培品种和植物生长情况而有所变化。柠檬酸的名称来自于柑橘属水果“枸橼”（Citrus medica）。
柠檬酸是一种白色晶体粉末，在室温下存在无水合物或一水合物的形式。它可以在热水中结晶得到无水合物，而在冷水中结晶则生成一水合物。一水合物在78 °C时会分解为无水合物。柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。
柠檬酸是一种三羧酸类化合物，具有与其他羧酸类似的物理和化学性质。加热至175 °C时，它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。
柠檬酸在生理学中起到将脂肪、蛋白质和糖转化为二氧化碳的重要作用。这些化学反应是几乎所有代谢的核心反应，为高等生物提供能量。汉斯·阿道夫·克雷布斯因发现这一系列反应而获得了1953年诺贝尔生理学或医学奖。这一系列反应被称为“柠檬酸循环”、“三羧酸循环”或“克氏循环”。
美国食品药品管理局 (FDA) 表示，柠檬酸通常被认为是一种安全的直接食品添加剂。
全球约99%的柠檬酸来自黑色霉菌，这种真菌能有效将糖转化为柠檬酸及其发酵产物。根据美国FDA的《联邦食品、药品和化妆品法案》，黑色霉菌通常被认为是安全的。
过量摄入柠檬酸可能导致牙釉质溶解，因此美国大众牙医学会建议适量食用含柠檬酸的食物，并在食用后漱口。另一种选择是使用吸管饮用含柠檬酸的饮料。同时，饮水和少食酸性食物（如坚果、香蕉和奶酪）也是有益的。
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