A grapefruit illóolajat a citromfélék családjába tartozó grapefruit terméshéjából préseléssel vagy vízgőz-desztillációval nyerik ki. A terméshéj mellett alkalmanként a termésekből is préselnek ki olajat. Az illóolaj színe zöldessárga, narancsra emlékeztető illatú, de annál frissebb, fűszeresebb és kevésbé édeskés illatú.

Az illóolaj fő alkotórésze a citrus-olajokra jellemző limonén. A gyümölcshéjból vagy termésből préselt illóolajban olyan alkotórészek is megtalálhatók, melyek nem illékonyak, de az illóolajban kioldódnak.

Az illóolaj főbb hatásaiként a fertőtlenítő, antimikrobiális, nyugtató, valamint a bőr alatti szövetek vérellátását és nyirokkeringését elősegítő hatásokat lehet megemlíteni. A grapefruitolajat e hatások miatt szorongások oldására és a meghűlések okozta kellemetlen tünetek enyhítésére lehet használni aromalámpák vizébe cseppentve vagy levegőbe porlasztva, illetve a légzés könnyítését célzó inhaláló keverékek alkotórészeként. Emellett zsíros, pattanásos bőr ápolására, illetve cellulitis kezelésére szánt készítmények egyik hatóanyagaként is ajánlják a grapefruit illóolajat tartalmazó készítményeket. Kellemes, frissítő illata miatt kedvelt alkotórésze a masszázs- és fürdőolajoknak is.

Az illóolaj nem toxikus, nem bőrirritáló, nem bőrérzékenyítő, azonban a hidegen préseléssel kinyert illóolajban a kumarinok miatt enyhén fototoxikus hatású. Ez utóbbi hatás kivédése érdekében kozmetikai készítmények legfeljebb 4%-ban tartalmazhatnak préseléssel előállított grapefruit illóolajat, és azt is javasolják, hogy grapefruit illóolajat tartalmazó kozmetikai készítmény használata után legalább 12 órát várjunk a napozással és a szoláriumozással. A vízgőz-desztillálációval előállított grapefruit illóolaj kumarinmentes, ezért nem fototoxikus hatású.