L-ornityna jest aminokwasem, który odgrywa kluczową rolę w cyklu mocznikowym (inaczej cyklu ornitynowym), ponieważ powstaje w wyniku rozszczepienia mocznika od argininy. L-Ornityna pozwala na pozbycie się nadmiaru azotu, który powstaje w procesach rozkładu białek, działa także jako prekursor cytruliny i argininy. Ponadto, bierze udział w syntezie glutaminy. Cykl mocznikowy ma miejsce w hepatocytach (komórkach wątroby), a dokładniej w ich mitochondriach i cytoplaźmie.
Ponadto, ornityna jest punktem wyjścia do syntezy wielu poliamin, takich jak putrescyna i spermina. Jest też niezbędna do prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego i prawidłowej pracy wątroby.
Mechanizm działania ornityny polega na tym, że jest ona metabolizowana do L-argininy. Sama L-arginina stymuluje przysadkę mózgową do uwalniania hormonu wzrostu, który oprócz stymulowania wzrostu kości, pobudza również syntezę kwasów nukleinowych oraz nasila procesy podziału komórek. W przypadku np. oparzenia lub innych urazów stężenie L-argininy w tkankach w całym organizmie spada i jest przyczyną niewystarczającego funkcjonowania układu odpornościowego. L-ornityna może mieć działanie immunomodulacyjne i przyspieszające gojenie się ran w tych warunkach, w związku z jej metabolizmem do L-argininy.
L-ornityny stosowana jest w suplementacji diety, również w leczeniu niedoborów lub zaburzeń równowagi diety. Jej główne zastosowanie to jako produkt pomocniczy w encefalopatii wątrobowej w przebiegu przewlekłych schorzeń wątroby, jak np. przewlekłe zapalenie wątroby, marskość wątroby, gdzie wykorzystuje się jego właściwości obniżenia stężenia jonów amonowych we krwi.
W preparatach występuje w postaci L-asparaginianu L-ornityny.
