 Nel tentativo di migliorare la propria forma, molti sportivi assumono supplementi dietetici contenenti proteine, aminoacidi, creatina, zuccheri, vitamine e sostanze di erboristeria. Queste preparazioni, classificate come integratori alimentari, non sono soggette ai controlli di legge che si applicano ai medicinali. Vi sono prove che alcuni prodotti spacciati come supplementi nutrizionali, venduti in negozi specializzati o attraverso Internet, contengano farmaci non dichiarati in etichetta, compresi gli steroidi anabolizzanti.
 La creatina è una sostanza che viene prodotta dal fegato e dai reni a partire da alcuni aminoacidi introdotti con gli alimenti, soprattutto carne e pesce. Si trova per il 95% nei muscoli dove è convertita in fosfocreatina e rappresenta una riserva di energia prontamente utilizzabile per la contrazione muscolare. La creatina viene utilizzata in discipline sportive che richiedono una potenza esplosiva, scatti intensi e brevi, ripetuti nel tempo (es. calcio, tennis, basket) pensando che possa aumentare il grado di sopportazione dello sforzo. Gli studi effettuati su atleti impegnati in competizioni vere, e non in test di laboratorio, non hanno, però, dimostrato alcuna capacità di miglioramento delle prestazioni fisiche da parte della creatina. Gli effetti indesiderati che può causare sono ritenzione di urina, crampi muscolari e disturbi gastrointestinali. La creatina non è inclusa fra le sostanze proibite, ma sono stati fissati dei limiti di assunzione (massimo 3 grammi al giorno per brevi periodi di tempo).
La carnitina partecipa attivamente al metabolismo energetico delle cellule. Pur essendo un costituente essenziale dell'organismo, non esistono, se non in rari casi (pazienti in dialisi), carenze secondarie di carnitina e non è dimostrato che un apporto maggiore di quello ottenibile con una dieta normale, sufficientemente ricca di carne e di latticini, sia di qualche utilità in ambito sportivo.
 Molti culturisti assumono grandi quantitativi di aminoacidi (i costituenti delle proteine), soprattutto di quelli cosiddetti "a catena ramificata", convinti che siano in grado di aumentare il volume dei muscoli. Tuttavia, mentre una alimentazione povera di proteine comporta una perdita di tessuto muscolare, non è scientificamente provato che un eccesso di aminoacidi favorisca una maggiore sintesi proteica e incrementi la massa muscolare. Gli aminoacidi sono, perciò, inutili e potenzialmente dannosi: non si possono infatti escludere rischi legati all'uso protratto e massiccio di questi preparati.
Le vitamine svolgono anch'esse un ruolo fisiologico importante: favoriscono tutte le reazioni chimiche che interessano zuccheri, proteine e grassi, vale a dire i nutrienti fondamentali. Il fabbisogno di vitamine viene generalmente assicurato da una alimentazione varia ed equilibrata, ricca di frutta e verdura fresche. Non è dimostrato che un surplus vitaminico possa migliorare il rendimento sportivo o ridurre la stanchezza muscolare, qualunque sia l'attività fisica che viene svolta. L'eccesso di alcune vitamine che si depositano nei grassi (liposolubili) può, invece, comportare effetti tossici da accumulo.
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