Atkinsova dijeta i ketoza su usko povezane jer je svrha ove dijete prisiliti tijelo da uđe u stanje ketoze. Dok je tijelo u ketozi, ono koristi mast kao izvor energije umjesto šećera koje obično koristi za gorivo. Iako to može pomoći tijelu da sagorijeva neke od vlastitih zaliha masti, velik dio masti koja se razgrađuje za energiju dolazi izravno iz hrane koju osoba konzumira. Kod mnogih pacijenata, Atkinsova dijeta i ketoza povezani su s brojnim zdravstvenim problemima, uključujući zatajenje organa i rak.
Logično, čini se da Atkinsova dijeta i ketoza potiču gubitak tjelesne masti. Uostalom, ljudi koji su na ovoj dijeti unose toliko malo ugljikohidrata da njihovo tijelo nema drugog izbora nego metabolizirati masti kako bi održalo korak s energetskim potrebama tijela. U praksi, međutim, veliki dio sagorjele masti dolazi od masti koju osoba jede zajedno s mesom, što je glavna komponenta Atkinsove prehrane. Ako ljudi ne smanje dovoljno kalorijski unos i povećaju svoju aktivnost, neće izgubiti ni tjelesnu masnoću ni težinu.
U normalnim okolnostima, ljudsko tijelo razgrađuje ugljikohidrate i šećere u glukozu, koja se koristi kao gorivo. Šećeri se mogu brzo iskoristiti, ali ugljikohidrate je potrebno razgraditi u šećere prije nego što se mogu upotrijebiti. Atkinsova dijeta sprječava tijelo da koristi svoj normalan metabolički sustav jer ljudi koji su na ovoj dijeti ozbiljno ograničavaju unos jednostavnih i složenih šećera. Bez primarnog izvora goriva, tijelo se prebacuje na rezervni sustav sagorijevanja masti koji obično koristi u vrijeme gladi.
Iako kratkotrajna upotreba Atkinsove dijete i ketoze za sagorijevanje masti obično nije štetna, neki ljudi doživljavaju štetne učinke ove dijete. Atkinsova dijeta, budući da se u velikoj mjeri oslanja na meso kao izvor hrane, često je bogata kolesterolom. S vremenom kolesterol može oštetiti krvožilni sustav i dovesti do problema sa srcem, uključujući zatajenje srca. Ljudi koji slijede Atkinsovu dijetu i koriste ketozu za sagorijevanje masti također mogu završiti s nedostatkom brojnih vitamina i minerala koji se nalaze samo u voću i povrću, hrani koju Atkinsova dijeta ograničava. Bolesnici bi trebali razgovarati o potencijalnim prednostima i rizicima Atkinsove dijete i ketoze s liječnikom prije nego što ih pokušaju koristiti za mršavljenje.