A suplementação com L-carnitina tem se mostrado ter uma boa tolerabilidade, e os seus efeitos antioxidantes tem sido estudada tanto em indivíduos saudáveis quanto naqueles com um quadro de saúde especial, como pacientes portadores de doenças isquêmicas e neuropatia diabética.
A avaliação da segurança na administração da L-carnitina por 21 dias não demonstrou modificações nos indicadores da função hepática, renal e nem hematológica.
A suplementação prolongada com L-carnitina aumenta os níveis de TMAO. Um estudo demonstrou um aumento de 10 vezes no nível da LC na suplementação de mulheres saudáveis durante 3 meses (nível plasmático em jejum). Foi proposto que dietas ricas em carne vermelha têm sido relacionadas com doenças cardíacas e aumento da mortalidade, nesse estudo, a L-carnitina é o nutriente presente na carne vermelha responsável pela promoção de aterosclerose. Altos níveis de TMAO estão relacionados como sendo um fator pró-aterogênico. Essas hipóteses são extensamente discutidas, mas é sabido que há a necessidade de mais estudos para um melhor embasamento.