Základní funkcí práškové suroviny L-karnitinu (CAS 541-15-1) je jako „nosič“ pro transport mastných kyselin. V mitochondriích buněk se mastné kyseliny s dlouhým-řetězcem musí sloučit s L-karnitinem za vzniku acylkarnitinu, který pak proniká mitochondriální membránou, aby vstoupil do matrice za účelem oxidace a nakonec generování energie. Ve vědeckém výzkumu, stanovením jeho obsahu nebo simulací metabolických drah, lze studovat mechanismy onemocnění souvisejících s energetickým metabolismem (jako je obezita a diabetes) nebo screenovat molekuly léčiv ovlivňující metabolismus.
Tato látka se používá hlavně pro laboratorní-kvalitativní analýzu, identifikující strukturu a čistotu L-karnitinu ve vzorcích pomocí hmotnostní spektrometrie (MS) nebo nukleární magnetické rezonance (NMR). Ve farmakologických experimentech jej lze použít jako standard pro srovnání účinků různých léčebných skupin na metabolismus. Experimenty musí přísně dodržovat provozní postupy: vzorky musí být skladovány uzavřené a chráněné před světlem při teplotě 2 stupňů -8 stupňů, aby se zabránilo vlhkosti nebo oxidaci; procesy vážení a přípravy musí používat analytické váhy a vyhrazená rozpouštědla, aby se zabránilo křížové kontaminaci.