Neželeni učinki L-karnitina so redki. Ko se simptomi pojavijo, pa posamezniki pogosto opazijo manjše do zmerne želodčne in prebavne težave, glavobole in draženje kože. Pri nekaterih se pojavijo okužbe mehurja, motnje spanja in nenavaden telesni vonj.
L-karnitin kot derivat aminokisline lizin pomaga pri presnovi maščob. Pomoč, ki jo nudi, je ključnega pomena za dobro zdravje, saj dovaja maščobne kisline neposredno v celične mitohondrije. Razen če človeku primanjkuje tega derivata aminokisline, na splošno ni treba povečati njegove prisotnosti v telesu. Čeprav je zlahka dostopen z uživanjem mlečnih izdelkov in rdečega mesa, ga mnogi ljudje, ki se izogibajo tem živilskim izdelkom, namesto tega kupijo v obliki dopolnil in jih pogosto zanimajo znani stranski učinki L-karnitina.
L-karnitin lahko koristi tudi posameznikom, ki trpijo za hemodializo in starostno izgubo spomina. Raziskovalci pa niso jasni, ali bo dopolnjevanje te aminokisline dejansko preprečilo takšne izgube. Ker so motnje spanja eden redko prijavljenih stranskih učinkov L-karnitina, se posameznikom, ki ga jemljejo za upočasnitev izgube spomina, pogosto zdi manj učinkovit.
Včasih se imenuje karnitin ali acetil L-karnitin, o neželenih učinkih zelo redko poročajo pri zdravih posameznikih. Pri ljudeh z drugimi zdravstvenimi težavami je opaziti le nekaj stranskih učinkov, če sploh sploh. Pri nekaterih bolnikih s HIV je znano, da protivirusna zdravila, ki se uporabljajo za zdravljenje okužb s HIV, dejansko povzročajo pomanjkanje L-karnitina. Neželene učinke, kot so ti, običajno zdravimo z dodatkom karnitina, ki pomaga obnoviti zdravo raven karnitina v telesu.
Čeprav večina ljudi nima stranskih učinkov L-karnitina, tisti, ki imajo težave, običajno poročajo o blagih do zmernih simptomih in motnjah, kot so kožni izpuščaj, zamašen nos, slabost, driska in bruhanje. Več jih je celo poročalo o prisotnosti posebnega telesnega vonja, ki je lahko posledica kemičnih interakcij z dodatkom, ki potekajo v telesu. Medtem ko je telesni vonj eden manj pogostih stranskih učinkov L-karnitina, so raziskovalci ugotovili, da se mu je mogoče izogniti tudi z jemanjem dodatkov riboflavina.
Tudi v odsotnosti kakršnih koli očitnih fizičnih stranskih učinkov L-karnitina, zdravniki priporočajo, da ljudje, ki jemljejo dodatke karnitina, redno opravijo tudi klinične preglede. To je posledica dejstva, da se nekateri stranski učinki L-karnitina odkrijejo le z medicinskim testiranjem. Raziskovalci, ki so testirali otroke z motnjami pozornosti, so prav tako ugotovili, da je dodatek L-karnitina nekoliko učinkovit, vendar priporočajo, da se takšno zdravljenje izvaja le pod zdravniškim nadzorom, da se lahko stranski učinki pozorno spremljajo in zdravijo, če se pojavijo.