La l-carnitina como tal viaja a las células de tejidos, en el lado externo de la membrana mitocondrial, donde la enzima palmitoil transferasa 1 de carnitina (CPT1) elabora los ésteres de carnitina de los ácidos grasos, pasando estos al interior de la mitocondria, donde la CPT2 los separa de su transportador para ser utilizados en la beta-oxidación.