Acetyl-L-carnitine hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาการแพทย์และอาหารเสริมสุขภาพ เนื่องจากคุณสมบัติปกป้องระบบประสาทและเพิ่มสมรรถนะทางความรู้ความเข้าใจ มักใช้เพื่อสนับสนุนสุขภาพสมอง โดยเฉพาะในภาวะเช่น โรคอัลไซเมอร์ การเสื่อมถอยทางความรู้ความเข้าใจที่เกี่ยวข้องกับอายุ และภาวะซึมเศร้า สารนี้ช่วยปรับปรุงความจำ การเข้มข้น และความชัดเจนทางจิตใจโดยรวม โดยการเสริมสร้างการทำงานของไมโตคอนเดรียและส่งเสริมการผลิตพลังงานในเซลล์สมอง

นอกจากนี้ ยังนำมาใช้ในการรักษาโรคประสาทส่วนปลาย โดยเฉพาะในผู้ป่วยเบาหวาน เนื่องจากช่วยในการการฟื้นฟูเส้นประสาทและลดอาการปวดที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของเส้นประสาท คุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระยังทำให้มีประโยชน์ในการต่อสู้กับความเครียดออกซิเดชัน ซึ่งเชื่อมโยงกับโรคเรื้อรังต่างๆ

ในโภชนาการสำหรับกีฬา Acetyl-L-carnitine hydrochloride มักรวมอยู่ในอาหารเสริมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางกาย ลดความเหนื่อยล้า และสนับสนุนการฟื้นฟูกล้ามเนื้อ โดยอำนวยความสะดวกในการขนส่งกรดไขมันเข้าสู่ไมโตคอนเดรียเพื่อการผลิตพลังงาน บทบาทในการปรับปรุงอารมณ์และลดอาการของกลุ่มอาการอ่อนเพลียเรื้อรังยังขยายการประยุกต์ใช้ทางบำบัดเพิ่มเติม