L-karnitiinin sivuvaikutukset ovat harvinaisia. Oireiden ilmaantuessa ihmiset kuitenkin huomaavat usein lievää tai kohtalaista vatsavaivoja ja ruoansulatuskanavan epämukavuutta, päänsärkyä ja ihoärsytystä. Joissakin esiintyy virtsarakon tulehduksia, unihäiriöitä ja epätavallista kehon hajua.
Lysiiniaminohapon johdannaisena L-karnitiini auttaa metaboloimaan rasvaa. Sen tarjoama apu on elintärkeää terveydelle, koska se toimittaa rasvahappoja suoraan solujen mitokondrioihin. Ellei henkilöllä ole puutetta tästä aminohappojohdannaisesta, sen läsnäoloa kehossa ei yleensä tarvitse lisätä. Vaikka se on helposti saatavilla maitotuotteiden ja punaisen lihan kulutuksen kautta, monet ihmiset, jotka välttävät näitä elintarvikkeita, ostavat sen lisäaineena ja ovat usein uteliaita kaikista tunnetuista L-karnitiinin sivuvaikutuksista.
Ihmiset, jotka kärsivät hemodialyysistä ja ikään liittyvästä muistinmenetyksestä, voivat hyötyä myös L-karnitiinista. Tutkijat ovat kuitenkin epäselviä, jos tämän aminohapon täydentäminen todella estää tällaiset menetykset. Koska unihäiriöt ovat yksi harvoin raportoiduista L-karnitiinin sivuvaikutuksista, ihmiset, jotka käyttävät sitä hidastamaan muistin menettämistä, pitävät sitä usein vähemmän tehokkaana.
Joskus niitä kutsutaan yksinkertaisesti karnitiiniksi tai asetyyli-L-karnitiiniksi, sivuvaikutuksia raportoidaan hyvin harvoin terveillä yksilöillä. Harvoja sivuvaikutuksia on havaittu ihmisillä, joilla on muita terveysongelmia. Itse asiassa joillakin HIV-potilailla tiedetään todella aiheuttavan HIV-infektioiden hoitoon käytettävien viruslääkkeiden aiheuttaman L-karnitiinin puutteen. Tällaisia haittavaikutuksia hoidetaan yleensä karnitiinilisällä, mikä auttaa palauttamaan sen terveet tasot keholle.
Vaikka useimmat ihmiset eivät koe L-karnitiinin sivuvaikutuksia, ne, joilla on ongelmia, raportoivat yleensä lieviä tai kohtalaisia oireita ja häiriöitä, kuten ihottumaa, nenän tukkoisuutta, pahoinvointia, ripulia ja oksentelua. Useat ovat jopa raportoineet erikoisen kehon hajun esiintymisestä, joka mahdollisesti johtuu kemiallisista vuorovaikutuksista lisäaineen kanssa kehossa. Vaikka kehon haju on yksi harvinaisimmista L-karnitiinin sivuvaikutuksista, tutkijat ovat havainneet, että sitä voidaan välttää myös ottamalla riboflaviinilisät.
Jopa ilman ilmeisiä fyysisiä L-karnitiinin sivuvaikutuksia, lääkärit suosittelevat, että karnitiinilisää käyttävät ihmiset käyvät myös säännöllisesti kliinisissä seulonnoissa. Tämä johtuu siitä, että jotkut L-karnitiinin sivuvaikutukset havaitaan vain lääketieteellisten testien avulla. Tutkijat, jotka testasivat lapsia, joilla on tarkkaavaisuushäiriöitä, ovat myös havainneet L-karnitiinilisän olevan jonkin verran tehokas, mutta suosittelevat, että tällainen hoito annetaan vain lääkärin valvonnassa, jotta sivuvaikutuksia voidaan seurata tarkasti ja hoitaa, jos niitä ilmenee.