​工业柠檬酸主要依靠微生物发酵法，发酵原料主要为糖类和正烷烃。常用的菌种是黑曲霉，发酵工艺有深层法、表面法、固体法、半固体法、生化反应器法等，其中深层法是最先进的工业化方法。经过发酵后，再通过钙盐交换法、萃取法、离子交换法、色谱分离法、电渗析法等提取方法从发酵液中分离提取出柠檬酸产品。
金属清洗与表面处理
工业设备除垢、除锈：柠檬酸可与金属氧化物发生酸碱中和反应，生成可溶性络合物，同时通过螯合作用溶解水垢，可用于锅炉、换热器、管道等设备的清洗，相比盐酸、硫酸等强酸，腐蚀性更温和，对金属基体损伤小，且清洗废液易降解，环保性更高。
电镀工业：作为络合剂，能与铜、镍、锌等金属离子形成稳定络合物，调节镀液中金属离子的释放速率，促进镀层均匀沉积，还可作为电解抛光液的添加剂，优化金属表面光洁度。
水处理与环保工程
工业废水处理：利用其螯合性与废水中的重金属离子形成稳定络合物，降低离子毒性，或调节废水 pH 值，促进重金属氢氧化物沉淀，常用于电镀废水、矿山废水处理以及废水软化。
环保型清洗剂制备：柠檬酸水溶液生物降解性好，可用于清洗电子元件、食品加工设备等，避免强酸对精密元件的腐蚀，也可用于罐头生产线、饮料设备的消毒清洗。
化工合成与材料工业
催化剂与反应助剂：作为有机弱酸，可调节化学反应体系的 pH 值，或作为配体促进金属催化反应，如作为酯化反应的催化剂，促进对苯二甲酸与乙二醇的缩聚反应，提高树脂聚合度，也可调节异氰酸酯与多元醇的反应速率，控制泡沫的密度和孔径结构。
高分子材料改性：柠檬酸中的羧基可与高分子链上的羟基、氨基发生酯化或酰胺化反应，改善材料性能，如与淀粉、聚乳酸等原料共混或接枝，提高材料的柔韧性和降解速率，用于环保包装材料，还可作为无甲醛抗皱整理剂，赋予织物抗皱性能。
纺织与印染工业
印染工艺辅助：柠檬酸的弱酸性可稳定染浴酸碱度，确保染料的上染率和色牢度，同时螯合水中的钙、镁离子，防止其与染料形成沉淀，避免染色过程中出现色斑或色花，适用于棉、羊毛、丝绸等纤维的染色工艺。
织物前处理与后处理：可去除织物表面的浆料和杂质，辅助分解果胶等天然杂质，提高织物白度和渗透性，还能中和残留碱剂，去除浮色，提升染色织物的色牢度。
石油与天然气工业
油田酸化处理：作为有机酸，与碳酸盐岩反应生成可溶性盐类，扩大油层孔隙，提高原油渗透率，相比盐酸，与岩石反应速率较慢，可深入油层深部酸化，且对金属设备腐蚀率低，适用于高温油藏。
油气管道清洗：能清除管道内的硫化亚铁、石蜡等沉积物，通过络合作用溶解金属硫化物，同时其酸性可软化石蜡，配合机械清洗提高效率。
其他工业应用
皮革加工：作为鞣制过程中的 pH 调节剂，控制铬鞣剂的水解速率，促进皮革纤维均匀吸收鞣剂，提高皮革柔软度和耐水性。
陶瓷：作为分散剂，防止釉料中的金属氧化物颗粒团聚，提高釉面光泽度和均匀性。
玻璃工业：低浓度柠檬酸溶液可轻度蚀刻玻璃表面，形成磨砂效果，用于装饰玻璃加工。