摄取BCAA有助于降低身心的疲劳，研究指出，经运动中服用BCAA的人表示，疲劳状况减轻了15%;也发现服用BCAA的实验组，抗疲劳的能力提升，约延长了17%的时间才出现疲劳，在另一项实验中，发现服用BCAA的组别，踩飞轮的时间比服用安慰剂的组别，加长了12%。
我们可以看出BCAA在多数研究，都指出有抗疲劳的效果，不过是否有增加运动表现，仍有争论;除此之外，BCAA的抗疲劳效果，对于平时较少运动、或没有训练的一般人，效果较好，对于经训练的运动员的效果较差。
BCAA除了有降低运动中疲劳感的效果外，BCAA还有可能帮助降低运动后的痠痛感，可能的原因是，BCAA能降低肌酸激酶(Creatine kinase)和乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase)的浓度，而这2种酵素和肌肉损伤的关係密切，可能因此保护了肌肉，并提升了肌肉的恢復力。
实验也发现，服用BCAA后，肌肉痠痛的程度，比未服用的人低了33%，在进行力量训练的人身上，则发现他们的运动表现提升了20%。不过上述效果仍然会因不同个体、性别、或是平时蛋白质摄取量而影响。
BCAA可能对肝病患者有不少帮助，对肝性脑病变(Hepatic encephalopathy)的症状有缓解作用，也有研究指出，对于进行肝病手术后的病人，补充BCAA可能对于肝功能有帮助，能降低併发症的机率、增强体力、提升睡眠品质或预防肌肉抽筋，甚至缩短住院时间。
对于肝癌患者，BCAA补充品可能有助减少水肿，并且降低7%的提前死亡机率(早于预计寿命死亡)，不过，BCAA并没有提高肝病存活率的效果，也并没有降低併发症(如：感染或胃出血)发生的机率。
有些人认为BCAA中的亮氨酸、异亮氨酸可以刺激胰岛素分泌，增加血糖的利用率，进而降低血糖浓度。
不过，目前没有任何1篇研究或证据支持这样的说法，因为多数都只是动物实验，再加上人体实验的结果，大多是因人而异。关于BCAA是否有降低血糖的作用，仍需要更多的研究。因此，理论上只能说，摄取BCAA可能有助于稳定血糖。
研究指出，比起每天摄取12克(g)BCAA的组别，每天摄取15克的BCAA，肥胖的机率降低了30%。不过，摄取12克的组别，其实每日蛋白质摄取量也少了20克，因此也影响了研究的准确性。
虽然BCAA的减重效果不能肯定，不过在减脂方面可能有帮助，实验让摔角选手进行19天的高蛋白饮食，并补充额外BCAA，最后，他们的体重比起一般选手多下降了1.6公斤(kg)，体脂肪也多下降了0.6%;在重训者的实验中，更发现每天补充14克BCAA的组别，在8週后，比起每天摄取28克乳清蛋白的组别，多增加了2公斤的肌肉量，还降了1%的体脂。
BCAA和减重的相关研究结果，虽然仍需要更多研究，但是根据以上研究，可以推论BCAA可能有助于控制体重，加强减脂效果。
BCAA会刺激负责肌肉生长的激素分泌，所以有些人认为服用BCAA补充品能增加肌肉量，确实有部分研究指出，补充BCAA能增加肌肉量，尤其是较高比例的亮氨酸，搭配比例较低的异亮氨酸和缬氨酸。
从饮食中、乳清蛋白或大豆蛋白等补充品中摄取的BCAA，其实就相当足够，目前并没有证据证明BCAA补充品的效果，比其他食物来源来得更好，而且学者指出，比起单纯补充BCAA，补充乳清蛋白或许对于肌肉生长更有效。
