Palmitoyl L-carnitine ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยและการประยุกต์ทางเภสัชกรรมเนื่องจากบทบาทของมันในการเมแทบอลิซึมของลิพิด มีคุณค่าอย่างยิ่งในการศึกษาที่มุ่งเน้นการผลิตพลังงานในเซลล์ เนื่องจากช่วยอำนวยการขนส่งกรดไขมันโซ่ยาวเข้าไปในไมโตคอนเดรียเพื่อการเบต้า-ออกซิเดชัน ทำให้เป็นสารประกอบสำคัญในการตรวจสอบความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม เช่น ข้อบกพร่องในการออกซิเดชันกรดไขมันและความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาเพื่อรักษาโรคหัวใจและหลอดเลือด เนื่องจากช่วยปรับปรุงเมแทบอลิซึมพลังงานของหัวใจ ในสูตรเครื่องสำอาง Palmitoyl L-carnitine ถูกผสมรวมเพื่อศักยภาพในการเสริมสร้างเกราะป้องกันผิวหนังและส่งเสริมสมดุลลิพิดที่ดีต่อสุขภาพ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่โภชนาการสำหรับกีฬา ที่ซึ่งถูกสำรวจเพื่อสนับสนุนประสิทธิภาพพลังงานและความทนทานระหว่างกิจกรรมทางกาย