异亮氨酸的作用包括与异亮氨酸和缬氨酸一起合作修复肌肉  ，控制血糖  ，并给身体组织提供能量 。它还提高生长激素的产量  ，并帮助燃烧内脏脂肪  ，这些脂肪由于处于身体内部  ，仅通过节食和锻炼难以对它们产生有效作用 。亮氨酸  ，异亮氨酸和缬氨酸都是支链氨基酸  ，它们有助于促进训练后的肌肉恢复 。其中异亮氨酸是最有效的一种支链氨基酸  ，可以有效防止肌肉损失  ，因为它能够更快的分解转化为葡萄糖 。增加葡萄糖可以防止肌肉组织受损  ，因此它特别适合健美运动员 。亮氨酸还促进骨骼  ，皮肤  ，以及受损肌肉组织的愈合  ，医生通常建议手术后患者采取亮氨酸补充剂 。

由于它很容易转化为葡萄糖  ，因此异亮氨酸有助于调节血糖水平 。异亮氨酸缺乏的人会出现类似低血糖的症状  ，如头痛  ，头晕  ，疲劳  ，抑郁  ，精神错乱  ，和易怒等 。