Karnityna bierze udział w metabolizmie tłuszczów. Usprawnia utlenianie kwasów tłuszczowych w procesie beta-oksydacji oraz transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych z zewnętrznej błony mitochondrialnej do macierzy komórkowej, gdzie mogą ulegać beta-oksydacji. Skutkuje to zwiększeniem tempa utleniania tkanki tłuszczowej.

Ponadto karnityna związana jest z aktywowaniem endogennych procesów antyoksydacyjnych. Chroni komórki przed negatywnym wpływem reaktywnych form tlenu. Wykazuje także zdolność do obniżania poziomu trójglicerydów i cholesterolu.