ไอโซวาเลอริล-แอล-คาร์นิทีนถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาการแพทย์และวิทยาศาสตร์โภชนาการ เนื่องจากบทบาทของมันในการเผาผลาญพลังงาน สารนี้มักถูกผสมลงในอาหารเสริมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางกายภาพและความทนทาน โดยช่วยอำนวยการขนส่งกรดไขมันเข้าสู่ไมโตคอนเดรีย ซึ่งกรดไขมันจะถูกออกซิเดชันเพื่อผลิตพลังงาน สารประกอบนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับผู้ที่มีความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม เนื่องจากช่วยในการใช้ไขมันอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อผลิตพลังงาน และบรรเทาอาการที่เกี่ยวข้องกับความไม่มีประสิทธิภาพทางเมแทบอลิซึม นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในสถานการณ์บำบัดเพื่อสนับสนุนสุขภาพหัวใจ โดยช่วยจัดการภาวะเช่น อิสรีเมีย ผ่านการปรับปรุงสถานะพลังงานของเซลล์หัวใจ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่สุขภาพทางระบบประสาท ซึ่งมีการศึกษาถึงศักยภาพในการบรรเทาโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท โดยสนับสนุนการทำงานของไมโตคอนเดรียและลดความเครียดจากออกซิเดชัน โดยรวมแล้ว ไอโซวาเลอริล-แอล-คาร์นิทีนมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มการผลิตพลังงานของเซลล์ และเป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในการรักษาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติทางเมแทบอลิซึมและไมโตคอนเดรีย