É sintetizado no fígado e nos rins, a partir de outros dois aminoácidos (lisina e metionina) e tem a função central de transporte dos ácidos graxos para dentro das mitocôndrias, que metabolizam os ácidos graxos e produzem energia a partir daí. Essa função faz com que a L-Carnitina esteja sendo usada pela área da Nutrição Esportiva. Estudos sugerem que a L-Carnitina estimula as células a priorizarem a queima de gorduras, produzindo assim mais energia, uma vez que o fornecimento de calorias por parte das gorduras é maior do que pelos carboidratos e proteínas; consequentemente, então, evitando o acúmulo de gorduras.