C’est un hydrocarbure dit terpénique, c’est à dire qu’il est constitué de répétitions d’une chaine carbonnée de type C₅H₈ plusieurs fois. Comme les autres composés de cette forme, le pinène et le carotène en tête, les hydrocarbures terpéniques – qui sont en général produits par des plantes – ont des propriétés odoriférantes fortes. Du fait de l’alternance de simples et de doubles liaisons, ces composés interagissent avec la lumière.

Le limonène est présent dans de nombreuses plantes, et notamment dans les agrumes dont ils donnent le goût et l’odeur. Contrairement à beaucoup de substances naturelles pour laquelle la source est complètement synthétique, le limonène est produit industriellement à partir du citrus, car c’est un sous-produit de la production de jus d’orange.

Les utilisations du limonène sont nombreuses, allant de la parfumerie, de l’agro-alimentaire et de la parfumerie, pour son odeur et son goût prononcés, au produits d’entretien – en tant qu’hydrocarbure, le limonène est un solvant qui a une bonne odeur – ou  comme insecticide.