柠檬水是碱性，因为柠檬中虽然有柠檬酸，但柠檬酸可以在体内完全代谢生成二氧化碳和水，随着二氧化碳呼出体外，酸性就没有了。而柠檬中的钾、钙等离子，却以金属阳离子的形式留在体内。这些离子都可以与酸根离子结合，可以降低尿液的酸性，所以柠檬水是碱性食品。
柠檬中含有糖类、钙、磷、铁、维生素B1、维生素C等营养成分，有排毒、清肠、解渴、提神的功效。用柠檬泡水喝，能防止和消除皮肤色素沉淀，起到美白的作用。喝柠檬水能缓解钙离子，促进血液凝固，可预防高血压和心肌梗死。由于柠檬pH值只有2.5，因此胃酸过多者和胃溃疡患者不宜饮用柠檬水。