La carnitina, all'interno dei mitocondri, facilita il passaggio dei grassi a catena lunga e quindi la loro ossidazione. Pertanto, una supplementazione di carnitina viene ipotizzata nel lavoro di resistenza ove i lipidi rappresentano il substrato energetico di scelta. Durante il lavoro fisico si riscontra un aumento dei grassi nel sangue e si ipotizza che questo possa riflettere una relativa limitazione della capacità di ossidazione dei grassi stessi da parte delle cellule muscolari. I dati sperimentali non indicano alcun benefico effetto della carnitina , inoltre non risulta che allenamenti pesanti inducano una carenza di carnitina 

L'identificazione della molecola di creatina risale al 1832 e il suo ruolo nel metabolismo cellulare ha sempre destato interesse.  Circa il 95% della creatina dell'organismo è contenuta nei muscoli; di questa, circa un terzo è in forma libera mentre due terzi è fosforilata e forma quindi la fosfocreatina.

La fosfocreatina è un composto altamente energetico che rappresenta una forma di combustile di pronto uso; infatti, in caso di necessità, la liberazione del gruppo fosforico fornisce energia sufficiente a resintetizzare ATP, molecola a sua volta altamente energetica; la scissione dell'ATP nelle cellule muscolari (con perdita del gruppo fosforico) libera l'energia necessaria alla contrazione. La scissione della fosfocreatina è un processo che si verifica nel corso di esercizi di potenza, quindi brevi. Il rapporto tra creatina libera e fosforilata varia in relazione alle condizioni funzionali e dipende dal tipo di fibra muscolare, dall'età, dalla presenza o meno di malattie ed è invece relativamente indipendente dal livello di allenamento e dal sesso. Per un soggetto della massa di 70 kg, il turnover di creatina è dell'ordine di 2g al giorno. Il turnover è coperto in parte da provenienza alimentare (dalla carne) e in parte da sintesi endogena a partire dagli aminoacidi arginina, glicina e metionina.  Una supplementazione nell'apporto di creatina si traduce in un aumento della sua concentrazione muscolare. Circa la correlazione tra livello muscolare di creatina e performance, i pareri sono discordi; tuttavia, fondamentalmente, non sono rilevabili significativi miglioramenti in soggetti allenati, mentre sicuramente sono rilevabili miglioramenti nel caso di deficit funzionale neuromuscolare o cardiaco. Nessun beneficio è stato sicuramente evidenziato per prove aerobiche di resistenza. Si rilevano un certo aumento di forza e maggior resistenza alla fatica durante esercizi isometrici compiuti da grosse masse muscolari . Altri studi sperimentali su animale rivelano che una deficienza cronica nell'apporto di creatina con la dieta non riduce la capacità di performance muscolare e cardiaca . Sicuramente l'uso terapeutico  della creatina risulta utile nel caso di malattie neuromuscolari e cardiache . Quanto alla supplementazione continuata non si dispone, allo stato attuale, di dati in grado di escludere complicazioni, pertanto si consiglia prudenza (,). La creatina è entrata nelle cronache nel recente passato, in quanto assunta in dosi massicce nell'ambito del calcio. Qualche indicazione esiste sul fatto che la supplementazione di creatina faciliti la performance in prove ripetute di scatto e potenza, come nel calcio e nella pallacanestro. Se questo fosse vero, la creatina  dovrebbe ricadere tra le sostanze doping. Nelle urine è dosabile la creatinina che  rappresenta il prodotto catabolico della creatina.