合成柠檬醛主要有以下几种方法：
BASF/万华法：通过异丁烯和甲醛合成甲基丁烯醛和异戊烯醇，再进一步反应得到柠檬醛。这种方法属于石油化工系统的合成路线，以异丁烯、甲醛等为基本原料，经过多步反应制得柠檬醛。
新和成现有工艺：利用丙酮和乙炔，通过多步反应生成脱氢芳樟醇，再通过催化重排得到柠檬醛。具体步骤包括首先合成甲基丁炔醇，进一步加氢得到甲基丁烯醇，然后与双甲酯醚化合成甲基庚烯酮，再与乙炔炔化合成脱氢芳樟醇，最后在催化剂作用下直接重排合成柠檬醛。
芳樟醇氧化法：芳樟醇和醋酸酐反应生成芳樟酸酐，再与三氯氧磷反应得到芳樟醛腈，最后水解得到柠檬醛。
环己烯氯化物路线：将环己烯和三氯氧磷反应得到环己烯氯化物，再与甲醇反应得到环己烯基甲醇，最后加氢得到柠檬醛。
甲基庚烯酮法：以甲基庚烯酮为原料，与乙氧基乙炔溴化镁缩合生成3,7-二甲基-1-乙氧基-3-羟基-6-辛烯-1-炔，经部分催化加氢得烯醇醚，后者用磷酸水解和脱水得到柠檬醛，得率按甲基庚烯酮计可达68%。
异戊烯醛和异戊烯醇缩合法：由异戊烯醛和异戊烯醇先反应生成缩醛，再将缩醛重排成为柠檬醛，这种方法被认为是生产上最可接受的工艺路线。