A cultura de citrus no Brasil destaca-se com o cultivo de laranjas, limões e tangerinas. Limões são frutas cítricas do gênero Citrus pertencentes à família Rutaceae, ricos em acidez e valor nutritivo. Os óleos essenciais (OEs) de limão Siciliano [Citrus limon (L)] e Tahiti [Citrus latifolia (Yu. Tanaka) Tanaka], apresentam uma mistura complexa de substâncias, tendo como composto majoritário o D-limoneno. Os OEs de frutas cítricas ricas em limoneno já são utilizados na indústria para diferentes finalidades e apresentam propriedades antibacteriana, antifúngica e quimiopreventiva contra câncer de mama e colorretal. Este trabalho objetivou quantificar o D-limoneno em OEs extraídos de C. limon e C. latifolia, avaliar seus efeitos sobre células de câncer cervical (SiHa) e não tumorais de queratinócitos humanos imortalizados (HaCaT). As cascas das frutas foram coletadas e secas em estufa a 40°C e os OEs foram extraídos em aparelhos Clevenger. A composição, avaliada por cromatografia gasosa com detecção por ionização de chama, apontou a presença de 2,04% (m/v) e 0,69% (m/v) de D-limoneno nos OEs de C. limon e de C. latifolia, respectivamente. Células de SiHa e HaCat foram cultivadas em meio Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) com 10% de soro fetal bovino (FBS) e mantidas em 5% de CO2, a 37°C. A viabilidade celular foi determinada pelo ensaio de MTT (0,5 mg/mL) em placas de 96 poços, com células tratadas, controle (com meio DMEM) e controle veículo (com DMEM e veículo dimetilsulfóxido - DMSO), por 24 h, seguida da leitura das placas em leitora de ELISA em 545 e 630 nm. As diferentes concentrações testadas dos OEs afetaram significativamente a viabilidade das células tumorais em relação aos respectivos controles, obtendo concentração inibitória média (IC50) de 0,0045 µg/mL para C. limon, com inibição da viabilidade de 71% a 90%, e IC50 de 0,0988 µg/mL para C. latifolia, com inibição da viabilidade entre 9% e 90%. Em células não tumorais HaCaT, o tratamento apresentou perfil de inibição semelhante ao observado na linhagem tumoral, com IC50 de 0,0016 µg/mL para o óleo de C. limon (inibição de 86% a 95%) e IC50 de 0,0370 µg/mL para C. latifolia (inibição entre 48% e 95%). Estes resultados ampliam o conhecimento acerca dos óleos das espécies de limões usadas para diferentes finalidades, incluindo a alimentação humana, trazendo informações quanto ao teor de D-limoneno e ao seu potencial antitumoral e citotóxico.