L'acide citrique est très soluble dans l'eau. Dans l'eau à une température de 212 degrés Fahrenheit, 84 % de l'acide citrique ajouté à la solution est dissous.
À des températures plus basses, l'acide citrique conserve sa haute solubilité. Par exemple, à 68 degrés Fahrenheit, proche de la température ambiante normale, l'acide citrique a une solubilité dans l'eau de 59 %. En raison de sa haute solubilité, l'acide citrique est préféré sous sa forme cristalline anhydre par l'industrie alimentaire, où il est largement utilisé pour ajouter de l'acidité aux produits. Les cristaux anhydres sont beaucoup plus stables et peuvent être stockés pour une utilisation industrielle à long terme sans craindre que l'acide ne fonde en raison du contact avec l'humidité de l'air.
