Carnitine is een quaternair ammoniumzout dat gesynthetiseerd wordt uit de aminozuren lysine en methionine.
Dit gebeurt voornamelijk in de lever en in de nieren. Carnitine staat in voor het transport van vetzuren van het cytoplasma naar de mitochondriën, de energieproducent van de cel. De natuurlijke vorm - en de enige met biologische activiteit - is het optisch isomeer L-carnitine (of levocarnitine).
Carnitine speelt een belangrijke rol in de energieproductie van het lichaam. Verder is carnitine een antioxidant en heeft het een beschermende werking op het hart en bloedvaten. De geacetyleerde versie, acetyl-L-carnitine, is vooral werkzaam in de hersenen en heeft daar een soortgelijke functie. Carnitine komt in alle weefsels van het lichaam voor.