左旋肉碱是微生物、动物和植物的基本成分之一。成人体内组织中约含20克左右，大部分分布于骨骼肌肉、心脏肌肉、肝脏等中，其中心脏肌肉中含量最高。食物中以肉类食物和乳类食物中含量较高，以羊肉中含量最高（每公斤达2100毫克），在植物性食物中含量极微，因此，严格素食者缺乏的可能性比较大。

人不仅可以通过食物摄入获取左旋肉碱，而且在人体中也可以自行合成，肝脏和肾脏是主要的合成器官。一般来说，成人能够自己合成维持正常代谢所需的左旋肉碱，但是人体亦往往发生左旋肉碱缺乏症，尤其是老人和婴儿。 老年人体内合成能力降低，婴儿自己不能或难于合成，主要靠母乳供应，其他如进行大运动量训练 的运动员、工作时精神高度集中的人群以及肥胖、心脏病、肾病等疾病造成体内左旋肉碱缺乏的人群，靠自身合成和外源天然食物供给是不够的，均需要补充，所以可将左旋肉碱作为食品营养强化剂。