ไทกลิลคาร์นิทีนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึม โดยเฉพาะในการย่อยสลายกรดอะมิโนและกรดไขมันบางชนิด มันมีส่วนร่วมในการขนส่งไทกลิล-CoA ซึ่งเป็นอนุพันธ์จากการเมแทบอลิซึมของไอโซลูซีน เข้าสู่ไมโตคอนเดรียเพื่อการผลิตพลังงาน สารประกอบนี้มักถูกศึกษาในบริบทของความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม เนื่องจากการสะสมของมันสามารถบ่งชี้ถึงการรบกวนในหน้าที่ของไมโตคอนเดรียหรือการขาดเอนไซม์เฉพาะทาง ในทางคลินิก การวัดระดับไทกลิลคาร์นิทีนมีประโยชน์ในการวินิจฉัยภาวะเช่น การขาด 2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase หรือความผิดปกติทางเมแทบอลิซึมแต่กำเนิดอื่นๆ นอกจากนี้ มันยังทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ชีวภาพในโปรแกรมคัดกรองทารกแรกเกิดเพื่อระบุความผิดปกติทางเมแทบอลิซึมตั้งแต่ระยะแรกของชีวิต การวิจัยเกี่ยวกับไทกลิลคาร์นิทีนยังมีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจเส้นทางเมแทบอลิซึมและพัฒนาการรักษาแบบเฉพาะเจาะจงสำหรับความผิดปกติที่เกี่ยวข้อง