Działanie glutaminy polega między innymi na zwiększonym uwodnieniu komórek mięśniowych. Duża objętość komórki stymuluje syntezę białek i glikogenu mięśniowego. Ponadto L-glutamina stymuluje wydzielanie hormonu wzrostu oraz insuliny, chroni komórki przed „wolnymi rodnikami” oraz przyspiesza syntezę glikogenu mięśniowego oraz wątrobowego. Aminokwas ten łagodzi także objawy osłabienia układu odpornościowego u przetrenowanych sportowców. Dzięki temu, że hamuje katabolizm powysiłkowy jest idealna do stosowania po treningu lub zawodach - zarówno w czystej postaci, jak też często jest składnikiem różnych formuł potreningowych. Glutamina odbudowuje glikogen mięśniowy, dzięki czemu ma pozytywny wpływ na zwiększenie wytrzymałości w trakcie trwania treningu. Stosowanie glutaminy powoduje także usuwanie zbędnego amoniaku z organizmu, a także poprawia funkcjonowanie mózgu. Glutamina pozytywnie wpływa także na hormon wzrostu (HGH), a co za tym idzie korzystnie wpływa na procesy anaboliczne w organizmie.
Glutamina to aminokwas, którego organizm nie jest w samie sam wytworzyć - dlatego konieczna jest jej suplementacja. Szacuje się, że osoba ćwicząca powinna stosować około 1 g tego aminokwasu na każde 10 kg masy ciała, a więc organizm mężczyzny ważącego 80 kg potrzebuje około 8 g L-Glutaminy. To taka dawka minimalna, osoby ćwiczące na wyższym poziomie lub ciężej mogą zwiększyć tą dawkę do 1,5 - 2 g na każde 10 kg masy ciała. Najlepiej stosować ją na czczo i/lub po treningu.