Jeśli w organizmie jest za mało L-glutaminy to jest ona uwalniana z białek mięśniowych, które są zamieniane w L-glutaminę, a następnie w energię do pracy fizycznej i psychicznej. W ten sposób organizm traci znaczne ilości białka mięśniowe (widać to szczególnie u osób starszych).
L-Glutamina jest również wykorzystywane do syntezy glutationu, ważnego koenzymu (glyoxalase) i prawdopodobnie jednego z najskuteczniejszych przeciwutleniaczy. Dodatkowo zawiera elementy do tworzenia kwasu glutaminowego i GABA. Kwas glutaminowy jest prawdopodobnie najważniejszą substancją, która jest odpowiedzialna za komunikację pomiędzy komórkami mózgu. Dlatego często określana jest jako „paliwo mózgu”. Neutralizuje amoniak, który ma paraliżujący wpływ na aktywność mózgu L-glutamina z kolei zostaje wykorzystana do syntezy kwasu glutaminowego. W odróżnieniu od niemal wszystkich innych aminokwasów, glutamina ma dwa atomy azotu. Nazywana się, zatem źródłem azotu w organizmie. Gdy w organizmie używany jest azot, odbywa się to przez L-glutaminę, które jest pobierana z mięśni.

Systematyczna i dodatkowa suplementacja L-glutaminy może chronić zapasy glutaminy w mięśniach, wzmacniać system odpornościowy i zachować zawartość glutaminy we krwi na stałym poziomie. Naukowcy i sportowcy wszystkich dyscyplin, zgadzają się, że suplementacja w diecie L-glutaminy jest szczególnie istotna dla organizmu każdego człowieka.