檸烯的化學性質相對比較穩定，可以蒸餾而不分解。(R)-檸烯加熱到300℃時發生外消旋化。如果溫度更高，則檸烯分解為異戊二烯。
潮濕空氣中易被氧化為香芹醇和香芹酮。與硫磺作用失水生成對撒花烴，也會產生硫化氫和壹些硫醚。
與無機酸***熱時，異構化為有***軛雙烯結構的α-松油烯，後者又很容易被氧化，生成有芳香性的對撒花烴。檸烯與順丁烯二酸酐***熱時，可以得到順酐與α-松油烯發生狄爾斯-阿爾德反應生成的加合物。
檸烯可以發生烯烴的壹般反應，其中兩個雙鍵可以都發生反應，也可以控制條件只讓其中壹個雙鍵反應。用無水氯化氫/溴化氫處理時，二取代的烯烴先與鹵化氫發生加成；但用mCPBA作環氧化時，三取代的烯烴先被環氧化，生成檸烯氧化物。如果mCPBA過量，則兩個雙鍵都被環氧化，得到檸烯二氧化物。
D-檸烯的非環雙鍵可以與三氟乙酸在甲苯中發生反馬氏規則加成，反應後用氫氧化鈉將三氟乙酸酯水解，便可以得到(S)-(?)-α-萜品醇（松油醇）。
檸烯也可以在無機酸的存在下與水加成，生成α-松油醇和水合萜二醇。
用亞硝酰氯處理檸烯時，檸烯的環內雙鍵與 NO?Cl 加成生成1-氯-2-亞硝基化合物，經互變異構得到α-氯代肟，然後用堿將氯化氫脫去得到不飽和的香芹酮肟，最後將肟用稀硫酸水解，便得到相應的酮——香芹酮。 這是工業上制取香芹酮的主要方法。