Działanie alergizujące Limonen stanowi czynnik drażniący dla skóry, zarówno w doświadczeniach na ludziach jak i na zwierzętach stwierdzono, iż D-limonen jest czynnikiem drażniącym wobec oczu. Doświadczenia na świnkach morskich dowodzą, iż utleniona forma limonenu, nie zaś sam D–limonen, powoduje skórny odczyn alergiczny. Ponieważ D– i L–limonen są enancjomerami, stwierdzenie to może być prawdziwe zarówno dla D–limonenu jak i dla dipentenu. Sposób postępowania, czystość substancji chemicznej i dodatek przeciwutleniaczy, może mieć zatem decydujący wpływ na właściwości alergiczne limonenu.
D–limonen był wielokrotnie rozważany jako skórny czynnik drażniący w wielu badaniach in vivo na zwierzętach świnkach morskich i królikach. W przypadku badań na królikach D–limonen spowodował podrażnienie oczu.
U zwierząt krytycznym organem, po doustnym jak i wewnętrznym zaaplikowaniu na powierzchnie komórek jest wątroba. Podczas doświadczeń zwierzęta zostały wystawione na bezpośrednią inhalację limonenu w postaci aerozolu. Ekspozycja na limonen powoduje znaczne oddziaływanie na aktywność różnych enzymów wątroby, wagę wątroby, poziom cholesterolu i poziom strumienia żółci.