Der Limonenpilz wächst in dichten Büscheln bestehend aus unzähligen einzelnen Pilz-Fruchtkörpern. Wie der Name Zitronenseitling bzw. Zitronengelber Seitling schon andeutet, ist der Hut dieses Pilzes knallgelb gefärbt und damit auch optisch ein echtes Highlight. Die einzelnen Pilzhüte sind muschelförmig und erreichen einen Durchmesser von etwa sieben Zentimetern.
Ebenso wie bei anderen Vertretern der Gattung der Seitlinge verlaufen die weißlichen Lamellen an der Hutunterseite fließend in den Stiel. Dieser ist relativ dünn und wächst seitlich vom Hut. Ebenso wächst der gesamte Pilzbüschel seitlich aus dem Substrat. Im Vergleich zu den verwandten Austernseitlingen sind Limonenpilze zarter und auch kleiner.
Wenn sich die Pilzhüte hell-lila verfärben, ist das übrigens auf das lilafarbene Sporenpulver der Limonenseitlinge zurückzuführen. In dem Fall sind die Pilze schon reif und sollten geerntet werden.
