Der Körper stellt L-Carnitin aus den Aminosäuren Lysin und Methionin her. Es wird hauptsächlich in Leber und Nieren aufgebaut und muss dorthin transportiert werden, wo es benötigt wird. Die höchste Konzentration findet sich in Gewebearten, die Fettsäuren als Energiequelle benötigen, wie etwa die Skelett- und Herzmuskulatur.