增强耐力，提高运动成绩
左旋肉碱由于能够促进脂肪酸穿过线粒体膜进行氧化供能，因此在运动时可以促进身体内脂肪的燃烧来提供能量，同时左旋肉碱还可以促进支链氨基酸的氧化利用，可以改变线粒体内呼吸酶的活性，从而可以提高机体有氧氧化供能的能力。
因此运动员适当服用左旋肉碱能够提高运动中的能量生成，提高机体的耐力水平，从而提高运动成绩，尤其适合于耐力性运动项目。
早在1982年，参加西班牙世界杯足球赛的意大利队就广泛地使用左旋肉碱作为营养补剂，而在该届赛事中，意大利队球员的体能非常充沛，加之完美的技术发挥，意大利人最终赢得了冠军。从此以后左旋肉碱开始在体育界被广泛使用。
促进疲劳恢复
补充左旋肉碱可以促进细胞内丙酮酸脱氢酶的活性，从而促进葡萄糖的氧化利用，有利于延缓运动时的疲劳发生。运动时乳酸产生过多会增加血液和组织液的酸性，降低ATP的生成，导致疲劳发生，补充左旋肉碱可以清除过多乳酸，提高运动能力，促进运动性疲劳的恢复。氨是蛋白质降解的产物，也是运动性疲劳的识别标志，即使较低的氨含量也会有较大的毒性。研究发现左旋肉碱有抗氨毒性的保护作用，能够促进尿素循环，使氨降解为尿素，从而解除氨的毒性。
适当补充左旋肉碱对于慢性疲劳综合症也有较明显的效果。左旋肉碱参与许多代谢环节，它在提高人体的免疫力、保护细胞膜的稳定性，提高运动耐力、抗疲劳面起着重要作用。积极纠正左旋肉碱的缺乏可促进慢性疲劳综合症患者各种代谢紊乱的恢复，增强机体的能量合成，提高最大运动耐力水平，起到抗疲劳作用。对于亚健康的防治也可以起到一定的作用。
延缓衰老过程
能量是最大的抗衰老力量，细胞有足够的能量就会充满活力。在人体衰老过程中细胞能量的减弱是其加速衰老的原因之一，适当补充左旋肉碱可以延缓衰老的过程。
另外，足够的能量对于细胞起着一个保护的作用，机体衰老时细胞能量供应不足，补充左旋肉碱不但能够提供足够的能量，而且能保持免疫系统的强壮，从而避免一些疾病的侵袭。
有利于婴儿健康
左旋肉碱属条件性婴儿必需营养物质，在婴儿利用脂肪作为能量来源的代谢中起着重要作用。
婴儿左旋肉碱合成能力较弱，只有成人的12%，尤其是早产儿，必须补充外源性左旋肉碱，才能满足身体所需。
左旋肉碱不仅在能量产生和脂肪代谢过程中起重要作用，而且在维持婴儿生命及促进婴幼儿发育的某些生理过程，如生酮作用、氮代谢等方面均具有一定的功能。目前，世界已有
22个国家在婴幼儿奶粉中加入左旋肉碱，而我国也已有添加左旋肉碱的母乳化奶粉上市。
