柠檬酸钠在食品、饮料工业中用作风味剂、稳定剂；在医药工业中用作抗血凝剂、化痰药和利尿药；在洗涤剂工业中，可替代三聚磷酸钠作为无毒洗涤剂的助剂；在化学上是优良的螯合剂/络合剂,在工业上对柠檬酸钠的应用都是利用此一特性。还用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等。
柠檬酸钠是目前最重要的柠檬酸盐，主要由淀粉类物质经发酵生成柠檬酸，再跟碱类物质中和而产生，具有以下优良性能：
(1)安全无毒性能。由于制备柠檬酸钠的原料基本来源于粮食，因而绝对安全可靠，对人类健康不会产生危害。联合国粮农与世界卫生组织对其每日摄入量不作任何限制，可认为该品属于无毒品。
（2）具有生物降解性。柠檬酸钠经自然界大量的水稀释后，部分变成柠檬酸，两者共存于同一体系中。柠檬酸在水中经氧、热、光、细菌以及微生物的作用，很容易发生生物降解。其分解途径一般是经乌头酸、衣康酸、柠康酸酐，转变为二氧化碳和水。
（3）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。
（4）极好的溶解性能，并且溶解性随水温升高而增加。
（5）具有良好的pH调节及缓冲性能。柠檬酸钠是一种弱酸强碱盐，与柠檬酸配伍可组成较强的pH缓冲剂，因此在某些不适宜pH大范围变化的场合有其重要用处。另外，柠檬酸钠还具有优良的缓凝性能及稳定性能。
食品应用
柠檬酸钠用于清凉饮料可缓和酸味，改进口味。在酿造中加入本品，可促进糖化作用，用量约为0.3%．在冰糕和冰淇淋制造中，柠檬酸钠可用作乳化剂和稳定剂，用量为0.2%~0.3%。本品还可用作乳制品的防止酸败剂，加工干酪和鱼肉制品等的增黏剂，以及食品的甜味矫正剂等 。
柠檬酸钠具有上述多种优良的性能，使得其具有十分广泛的用途。柠檬酸钠无毒性、具有pH调节性能及良好的稳定性，因此可用于食品工业。柠檬酸钠用作食品添加剂，需求量最大，主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂、膨胀剂、稳定剂和防腐剂等；另外，柠檬酸钠同柠檬酸配伍，用作各种果酱、果冻、果汁、饮料、冷饮、奶制品和糕点等的胶凝剂、营养增补剂及风味剂。