Δεδομένου ότι ο μιτοχονδριακός μεταβολισμός παρέχει ενέργεια στα κύτταρα συμπεριλαμβανομένων των αναπαραγωγικών κυττάρων - είναι λογικό ότι η καρνιτίνη θα μπορούσε να αποδειχθεί ευεργετική ως πιθανή θεραπεία για τη υπογονιμότητα.
Οι προκλήσεις γονιμότητας είναι ένα κοινό πρόβλημα που σχετίζεται με τη νόσο του θυρεοειδούς.
Ο υποθυρεοειδισμός έχει συσχετιστεί με αλλοιωμένη λειτουργία ωορρηξίας, υπογονιμότητα (αδυναμία σύλληψης), διαταραχές της εμμήνου ρύσεως και υψηλότερα ποσοστά αποβολών. Στις γυναίκες, τόσο η L-καρνιτίνη έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνουν τη γυναικεία γονιμότητα. Η L-καρνιτίνη έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνει την παροχή ενέργειας στα κύτταρα .
Στους άνδρες, η L-καρνιτίνη παράγει ενέργεια απαραίτητη για τη βελτίωση της αναπνοής και της κινητικότητας του σπέρματος και μπορεί να βελτιώσει τις αρνητικές επιπτώσεις του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από τις ελεύθερες ρίζες.