攝取BCAA有助於降低身心的疲勞，研究指出，經運動中服用BCAA的人表示，疲勞狀況減輕了15%;也發現服用BCAA的實驗組，抗疲勞的能力提升，約延長了17%的時間纔出現疲勞，在另一項實驗中，發現服用BCAA的組別，踩飛輪的時間比服用安慰劑的組別，加長了12%。
我們可以看出BCAA在多數研究，都指出有抗疲勞的效果，不過是否有增加運動表現，仍有爭論;除此之外，BCAA的抗疲勞效果，對於平時較少運動、或沒有訓練的一般人，效果較好，對於經訓練的運動員的效果較差。
BCAA除了有降低運動中疲勞感的效果外，BCAA還有可能幫助降低運動後的痠痛感，可能的原因是，BCAA能降低肌酸激酶(Creatine kinase)和乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase)的濃度，而這2種酵素和肌肉損傷的關係密切，可能因此保護了肌肉，並提升了肌肉的恢復力。
實驗也發現，服用BCAA後，肌肉痠痛的程度，比未服用的人低了33%，在進行力量訓練的人身上，則發現他們的運動表現提升了20%。不過上述效果仍然會因不同個體、性別、或是平時蛋白質攝取量而影響。
BCAA可能對肝病患者有不少幫助，對肝性腦病變(Hepatic encephalopathy)的症狀有緩解作用，也有研究指出，對於進行肝病手術後的病人，補充BCAA可能對於肝功能有幫助，能降低併發症的機率、增強體力、提升睡眠品質或預防肌肉抽筋，甚至縮短住院時間。
對於肝癌患者，BCAA補充品可能有助減少水腫，並且降低7%的提前死亡機率(早於預計壽命死亡)，不過，BCAA並沒有提高肝病存活率的效果，也並沒有降低併發症(如：感染或胃出血)發生的機率。
有些人認爲BCAA中的亮氨酸、異亮氨酸可以刺激胰島素分泌，增加血糖的利用率，進而降低血糖濃度。
不過，目前沒有任何1篇研究或證據支持這樣的說法，因爲多數都只是動物實驗，再加上人體實驗的結果，大多是因人而異。關於BCAA是否有降低血糖的作用，仍需要更多的研究。因此，理論上只能說，攝取BCAA可能有助於穩定血糖。
研究指出，比起每天攝取12克(g)BCAA的組別，每天攝取15克的BCAA，肥胖的機率降低了30%。不過，攝取12克的組別，其實每日蛋白質攝取量也少了20克，因此也影響了研究的準確性。
雖然BCAA的減重效果不能肯定，不過在減脂方面可能有幫助，實驗讓摔角選手進行19天的高蛋白飲食，並補充額外BCAA，最後，他們的體重比起一般選手多下降了1.6公斤(kg)，體脂肪也多下降了0.6%;在重訓者的實驗中，更發現每天補充14克BCAA的組別，在8週後，比起每天攝取28克乳清蛋白的組別，多增加了2公斤的肌肉量，還降了1%的體脂。
BCAA和減重的相關研究結果，雖然仍需要更多研究，但是根據以上研究，可以推論BCAA可能有助於控制體重，加強減脂效果。
BCAA會刺激負責肌肉生長的激素分泌，所以有些人認爲服用BCAA補充品能增加肌肉量，確實有部分研究指出，補充BCAA能增加肌肉量，尤其是較高比例的亮氨酸，搭配比例較低的異亮氨酸和纈氨酸。
從飲食中、乳清蛋白或大豆蛋白等補充品中攝取的BCAA，其實就相當足夠，目前並沒有證據證明BCAA補充品的效果，比其他食物來源來得更好，而且學者指出，比起單純補充BCAA，補充乳清蛋白或許對於肌肉生長更有效。
