Atkinsova dieta in ketoza sta tesno povezani, saj je namen te diete prisiliti telo, da vstopi v stanje ketoze. Medtem ko je telo v ketozi, uporablja maščobo kot vir energije namesto sladkorjev, ki jih običajno uporablja za gorivo. Čeprav lahko to telesu pomaga pri izgorevanju nekaterih lastnih maščobnih zalog, večina maščobe, ki se razgradi za energijo, izvira neposredno iz hrane, ki jo oseba zaužije. Pri mnogih bolnikih sta Atkinsova dieta in ketoza povezani s številnimi zdravstvenimi težavami, vključno z odpovedjo organov in rakom.
Logično se zdi, da Atkinsova dieta in ketoza spodbujata izgubo telesne maščobe. Navsezadnje ljudje, ki so na tej dieti, zaužijejo tako malo ogljikovih hidratov, da njihovo telo nima druge izbire, kot da presnavlja maščobe, da bi sledilo telesnim energetskim potrebam. V praksi pa velik del pokurjene maščobe izvira iz maščobe, ki jo oseba zaužije skupaj z mesom, ki je glavna sestavina Atkinsove diete. Če ljudje ne zmanjšajo dovolj vnosa kalorij in povečajo svojo aktivnost, ne bodo izgubili niti telesne maščobe niti teže.
V normalnih okoliščinah človeško telo razgradi ogljikove hidrate in sladkorje v glukozo, ki se uporablja kot gorivo. Sladkorje lahko hitro uporabimo, vendar je treba ogljikove hidrate razgraditi v sladkorje, preden jih lahko uporabimo. Atkinsova dieta preprečuje telesu uporabo normalnega presnovnega sistema, ker ljudje, ki so na tej dieti, močno omejujejo vnos enostavnih in zapletenih sladkorjev. Brez primarnega vira goriva se telo preklopi na rezervni sistem za izgorevanje maščob, ki ga običajno uporablja v času lakote.
Čeprav kratkoročna uporaba Atkinsove diete in ketoze za izgorevanje maščob običajno ni škodljiva, nekateri ljudje doživljajo škodljive učinke te diete. Atkinsova dieta, ker se tako močno zanaša na meso kot vir hrane, pogosto vsebuje veliko holesterola. Sčasoma lahko holesterol poškoduje cirkulacijski sistem in povzroči težave s srcem, vključno s srčnim popuščanjem. Ljudje, ki sledijo Atkinsovi dieti in uporabljajo ketozo za kurjenje maščob, lahko na koncu izgubijo tudi številne vitamine in minerale, ki jih najdemo le v sadju in zelenjavi, živilih, ki jih Atkinsova dieta omejuje. Bolniki se morajo o možnih koristih in tveganjih Atkinsove diete in ketoze pogovoriti z zdravnikom, preden jih poskušajo uporabiti za hujšanje.