本发明公开了一种产柠檬烯的解脂耶氏酵母基因工程菌及其应用。该基因工程菌是将含有优化的基因LS和基因NDPS1的重组载体转化尿嘧啶和亮氨酸营养缺陷型解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)构建而成,所述优化的基因LS和NDPS1的核苷酸序列分别如序列表SEQ ID No.1~2所示。在此基础上同时过表达基因HMG1和基因ERG12,能使柠檬烯达到0.67mg/g DCW的极高产量。此外,通过对该基因工程菌两相发酵时添加的丙酮酸和十二烷的浓度进行选择,进一步提高柠檬烯的产量。该基因工程菌能用于大规模商业化生产,前景良好。