ใช้ในงานวิจัยด้านชีวเคมีเพื่อศึกษากระบวนการเผาผลาญไขมัน โดยเฉพาะบทบาทของคาร์นิทีนในการลำเลียงกรดไขมันเข้าสู่ไมโทคอนเดรียเพื่อใช้ผลิตพลังงาน เนื่องจากมีโครงสร้างคล้ายกับสารตั้งต้นตามธรรมชาติ จึงช่วยให้เข้าใจกลไกการทำงานของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งกรดไขมันชนิดสายยาว นอกจากนี้ยังใช้เป็นมาตรฐานในการวิเคราะห์ทางชีวภาพหรือในระบบชีวภาพที่ต้องการศึกษาการดูดซึมและการเปลี่ยนแปลงของสารที่มีโครงสร้างคล้ายคาร์นิทีน