Makroskopische Merkmale
Der Zitronengelbe Seitling bildet Fruchtkörper aus, die zu mehreren in Büscheln nebeneinander wachsen. Sie besitzen einen flachen, herabgedrückten Hut von 2–6,5 cm Durchmesser. Seine Oberfläche ist hellgelb bis goldbraun und hat eine samtige, trockene Konsistenz, die sich jedoch bei älteren Pilzen verliert; der Hutrand steht ab. Das Fleisch im Hut ist dünn und weiß, mit Ausnahme im Bereich der Huthaut, wo es gelblich wird. Es bleibt auf Druck oder im Anschnitt unverfärbt, riecht typisch fruchtig und schmeckt mild. Die unter dem Hut liegenden Lamellen sind weiß und stehen dicht beieinander. Zwar unterscheiden sie sich in Länge und Dicke, jedoch laufen sie alle am Stiel herab. Leicht dezentral setzt der Stiel am Hut an: Er ist voll, zylindrisch und weiß gefärbt. Im Inneren hat er eine fleischige oder faserige Konsistenz, die Oberfläche ist samtig. In der Länge misst er etwa 2–5 cm, im Durchmesser 2–8 mm; oft ist er gekrümmt oder verbogen.
Mikroskopische Merkmale
Die Sporen des Zitronenseitlings sind von zylindrischer oder elliptischer Form, glatt, hyalin, amyloid, und messen 7–10 ×2,5–3,5 µm. Sie sitzen je zu viert auf den 4–5 µm langen Sterigmata des Basidiums. Die Basidien selbst erscheinen unter dem Mikroskop keulenförmig und hyalin; sie haben eine Größe von 27–35 × 4–8 µm. Zystiden sind nicht vorhanden. Die Trama des Zitronenseitlings ist monomitisch, die Hyphen verfügen sowohl über Schnallen als auch über Septa. Die Trama der Lamellen besteht aus annähernd parallelen Hyphen; die Epicutis ist undifferenziert.