檸檬屬於柑橘類水果，有許多研究顯示，柑橘類水果含有許多植物化合物可以抗氧化、抗炎和抗菌，這些化合物在預防心臟病以及某些類型的癌症（像是乳腺癌、結腸癌）上都有作用，所以常吃檸檬或喝檸檬水既可以幫身體補充營養素、抗氧化劑，也能維持健康。
天然的抗生素維生素C，提高免疫力不生病
檸檬中含有多種維生素，有維生素B1、B2、C、P，以及豐富的有機酸、檸檬酸，因此檸檬是高度的鹼性食品，有很強的抗氧化作用，對促進肌膚新陳代謝、延緩衰老、抑制色素沉澱都有效。
檸檬中維生素C的含量是柑橘類水果中的前幾名，維生素C對人體是必需維生素，也有如天然的抗生素，有抗菌消炎、增強免疫細胞活性（提高免疫力就有機會減少患癌症的機率）、加速傷口癒合、預防感冒、防治壞血病，還能促進吸收鐵質，預防貧血。
同時，維生素C也有抗氧化的功效，有助對抗損傷皮膚的自由基、紫外線、各種污染物和毒素等，加上維生素C也是重要的輔酶，可以促進體內膠原蛋白合成，幫助皮膚抵抗皺紋、老化等現象。同時，膠原蛋白也是血管壁的重要組成，若長期缺乏維生C，血管壁的結構會受損，進而容易導致心血管疾病。
檸檬含豐富鉀，對大腦有益
除了維生素C，檸檬還含有維生素P，這兩者能增強血管彈性與韌性，可預防高血壓、心肌梗塞。檸檬中還含有柚皮素、橙皮素、橘皮素等柑橘類黃酮素，可促進胰島素敏感性及抑制發炎。
人的大腦若是缺鉀，運轉就會失常。檸檬中含有大量的鉀，能刺激整個中樞神經系統的功能，有助健腦、維護大腦機能。不只是鉀，檸檬中豐富的維生素C也能幫助大腦提高反應思考能力，進而增強記憶。此外，鉀也能減少精神上的壓力。
根據中醫的說法，檸檬味酸甘，性平，無毒，入肝、胃經，有化痰止咳、生津健脾、祛暑清熱、止痛殺菌等功效，主治支氣管炎、百日咳、中暑煩渴、食欲不振、懷孕婦女胃氣不和等。