В мякоти лимонных плодов содержатся лимонная и аскорбиновая кислоты, сахара, витамины А, В1 и В2, флавоноиды, производные кумарина, сесквитерпены, пектины, соли калия и меди. Кожура лимона содержит эфирное масло и флавоноиды. К основным составляющим эфирного масла относятся терпен лимонен и альдегид цитраль.
Эфирные масла, содержащиеся в кожуре, обладают мощным бактерицидным действием. Высоко содержание минеральных солей (особенно калиевых) в составе лимонов. Витамин С содержится в лимонных плодах в стабильной форме, т.е. лимонный сок, который нагревают в течение 5 минут до температуры кипения, практически не теряет изначального количества витамина С (поэтому польза от лимона в сочетании даже с очень горячим чаем не уменьшается).