Масло полыни лимонной получают паровой дистилляцией надземной части растения в период цветения. Применяют эфирное масло полыни лимонной для обеззараживания воздуха в помещениях, а также при головной боли и мигрени. Кроме того, антисептические свойства масла лимонной полыни используют в ингаляциях и полосканиях для лечения болезней органов дыхания и при гипертонии. Внутренне масло лимонной полыни принимают на меде при инсульте, гепатите, для улучшения аппетита, с целью нормализации менструального цикла и в качестве противоглистного средства. Кроме того, эфирное масло полыни лимонной препятствует быстрому опьянению.
Аромат масла полыни лимонной способствует мобилизации физических и умственных сил.