وظیفه اصلی کارنیتین در بدن کمک به سوخت و ساز وتبدیل غذا به انرژی می باشد. کارنیتین این عمل را از طریق انتقال اسیدهای چرب بلند زنجیره به داخل میتوکندری ‌ها جهت بتااکسیداسیون آن‌ها انجام می دهد. از طرف دیگر مصرف چربی‌ها به عنوان منبع انرژی موجب صرفه جویی در مصرف گلیگوژن عضلات گردیده و با حفظ ذخایر گلیکوژن به تأخیر در بروز خستگی ورزش کار می انجامد. میتوکندری را می‌توان موتورخانه یاخته‌های بدن دانست. در واقع انرژی مورد نیاز بدن در این بخش از یاخته‌ها تولید می‌شود.

برخی از شواهد نشان می‌دهد که میزان نیاز به ال-کارنیتین در دوران کودکی و همچنین در زمان‌های خاصی مانند بارداری و شیردهی که میزان نیاز بدن به انرژی افزایش می‌یابد کمی بالا می‌رود که این افزایش نیاز موجب به افزایش تولید این ماده غذایی از سوی بدن می‌شود.

همچنین به‌نظر می‌رسد که وجود ال-کارنیتین برای بهبود کارکرد قلب نیاز است. برای نمونه یک پژوهش نشان داده است میزان کارکرد نابهنجار و تپش غیرعادی قلب بعد از ۴۵ هفته مصرف ۴ گرم ال-کارنیتین در روز در بیماران دیابتی که علاوه بر فشار خون بالا از ناراحتی‌های قلبی و رگی رنج می‌بردند به میزان زیادی کاهش یافته و بهبود پیدا نموده است.

همچنین پژوهش دیگر نشان داده است که مصرف روزانه ال-کارنیتین در ورزشکاران می‌تواند حتی تا ۲۵٪ میزان توانایی و ظرفیت فعالیت بدنی را بالا ببرد. همچنین پژوهش نشان داده است افرادی که از مکمل‌های ال-کارنیتین استفاده می‌نمایند بعد از انجام فعالیت‌های بدنی به میزان کمتری دچار خستگی و کوفتگی می‌شوند. این بررسی همچنان نشان داد که مصرف ال-کارنیتین دو ساعت پیش و پس از دویدن به مسافت ۲۰ کیلومتر موجب بروز خستگی کمتر و بازیابی سریعتر قوای بدنی گردد.

همچنین بررسی‌ها نشان داده است که مصرف ۱۰۰ میلی گرم ال-کارنیتین به ازای هر کیلو وزن افراد و کودکان تالاسمی ماژور به مدت ۳ ماه موجب کاهش نیاز بدن این افراد به پالایش خون شود.