Poprawa wydolności fizycznej: Beta-alanina jest składnikiem karnozyny – peptydu, który stabilizuje pH we włóknach mięśniowych. Redukuje gromadzenie się w nich kwasów, które powstają wskutek intensywnego wysiłku o dużej intensywności. Wyniki licznych badań z udziałem ludzi, także zawodowych sportowców, świadczą o tym, że stosowanie beta-alaniny jest w stanie znacząco siłę mięśni i ich wydolność. Największą skuteczność obserwuje się w przypadku krótkotrwałych i intensywnych ćwiczeń, takich jak sprinty, skoki czy trening interwałowy. Korzystne wyniki uzyskano także w badaniach z udziałem żołnierzy. Stosowanie tego aminokwasu pozwoliło zwiększyć nie tylko wytrzymałość i sprawność mięśni, ale także szybkość i celność strzelania. Istnieją również doniesienia, że beta-alanina może wspomagać budowę masy mięśniowej.

Wspomaganie pracy układu nerwowego: Beta-alanina wykazuje działanie neuroprotekcyjne. Podczas badań na modelu zwierzęcym odkryto, że jej stosowanie ogranicza odkładanie się beta-amyloidu, którego złogi mogą być przyczyną procesów neurodegeneracyjnych. Testy z udziałem ludzi ujawniły, że wspomaga też prawidłowe krążenie krwi w naczyniach zaopatrujących mózg. Powstająca z niej karnozyna chroni neurony przed działaniem wolnych rodników i nadmiernym stanem zapalnym. Ponadto beta-alanina bezpośrednio wpływa na pracę ośrodkowego układu nerwowego. Pełni bowiem funkcję neuroprzekaźnika hamującego i neuromodulatora. Może także podnosić poziom serotoniny (nazywanej niekiedy hormonem szczęścia) i BDNF – czynnika neurotroficznego, niezbędnego do prawidłowego przebiegu procesów neurogenezy i neuroplastyczności. Wyniki badań świadczą o tym, że stosowanie beta-alaniny może zwiększać sprawność poznawczą, zwłaszcza w warunkach stresu.

Regulacja działania układu odpornościowego: Powstająca z beta-alaniny karnozyna jest bardzo istotna z punktu widzenia pracy systemu immunologicznego. Przedmiotem intensywnych badań jest jej potencjalne zastosowanie w profilaktyce nowotworów. Dzięki właściwościom antyoksydacyjnym chroni ona materiał genetyczny przed uszkodzeniami wskutek działania reaktywnych form tlenu. Ponadto ogranicza rozwój nieprawidłowych komórek, przyspiesza ich starzenie się i ułatwia układowi odpornościowemu ich rozpoznawanie i eliminowanie. Wyniki badań świadczą również o tym że beta-alanina jest w stanie ograniczać nadmierne rozprzestrzenianie się stanów zapalnych. Zmniejsza bowiem wydzielanie cytokin przeciwzapalnych, zwłaszcza gdy jest ono wynikiem stresu fizycznego.

Przeciwdziałanie przedwczesnemu starzeniu się: Wyniki badań prowadzonych na modelu zwierzęcym wykazały, że u starszych osobników beta-alanina szczególnie skutecznie zwiększa siłę i wydolność mięśni, a także wydłuża życie. Poprawę wydolności fizycznej zaobserwowano także w badaniach z udziałem ludzi – seniorów, w wieku powyżej 60 roku życia. Powstająca z tego aminokwasu karnozyna redukuje stres oksydacyjny, który jest jednym z czynników powodujących przedwczesne starzenie się organizmu. Wpływa też na aktywność telomerazy, co przekłada się na spowolnienie starzenia się komórek i usprawnia procesy regeneracji tkanek. Ponadto normalizuje poziom glukozy we krwi i uczestniczy w regulacji metabolizmu komórkowego. Wraz z beta-alaniną wspomaga też pracę układu krążenia i przepływ krwi.