Le citronnier est un petit arbre (3-6 m de hauteur), vivace, de la famille des Rutacées, avec de nombreuses branches pourvues d’épines dures et épaisses. Les branches sont anguleuses, arrondies et lisses. Les feuilles sont entières, coriaces et persistantes. Elles sont vertes, mais quand elles sont jeunes, elles peuvent être rougeâtres. Le limbe est en grande partie elliptique, acéré et échancré. Ils mesurent de 6 à 12,5 cm de long et de 3 à 6 cm de large. Le pétiole est court et largement ailé. Les fleurs sont hermaphrodites ou masculines. Elles peuvent être solitaires ou disposées en grappes axillaires. Les pétales sont blancs en haut et violets en bas. Chaque fleur a de 20 à 40 étamines qui forment de petits groupes.
Le fruit est un hespéride charnu appelé citron. Morphologiquement, on peut distinguer trois parties: l’épicarpe, le mésocarpe et l’endocarpe. Dans l’épicarpe il y a des cellules contenant des carotènes et des flavonoïdes qui donnent au fruit sa couleur caractéristique.
L’épicarpe est plein de glandes huileuses qui donnent au fruit son odeur caractéristique. Immédiatement après l’épicarpe, on trouve le mésocarpe qui est une couche blanche, épaisse et de texture liégeuse formée par de longues cellules parenchymateuses riches en pectines et des hémicelluloses. L’ensemble de l’épicarpe et de la mésocarpe est appelé le péricarpe, plus communément connu comme l’écorce. La partie la plus interne est l’endocarpe ou pulpe. Cette partie est composée de plusieurs segments; chaque segment est rempli de vésicules contenant un jus acide.
Les graines du citron sont oblongues-ovoïdes et se trouvent dans l’endocarpe. Le citron a une forme oblongue ou ovale et a deux mamelons aux extrémités. Il mesure entre 7 et 12 cm de longueur, est jaune pâle ou dorée et a un goût très acide.
C.limonum est l’espèce d’agrumes la plus sensible au froid, car elle est la plus tropicale et présente une floraison presque continue. La végétation nécessite donc des climats semi-tropicaux. Le climat le plus propice à la culture du citron est le type méditerranéen, exempt de gel. Les périodes de sécheresse suivies par les précipitations jouent un rôle important dans la floraison. Ils ont besoin de sols perméables et peu calcaires. Avec propriétés séborégulatrices.
Ces propriétés découlent de la présence de flavonoïdes, d’acide citrique, d’acide malique et de vitamine C dans leur composition.