Бетаин (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) в химията е всяко неутрално химично съединение с положително заредена катионна функционална група като кватернерен амониев или фосфониев катион (обикновено: ониеви йони), който не носи водороден атом и с отрицателно заредена функционална група като карбоксилатна група, която може да не е съседна на катионното място. Следователно бетаинът може да бъде специфичен тип цвитерион. Исторически терминът е бил запазен само за триметилглицин. Използва се и като лекарство. В биологичните системи много естествено срещащи се бетаини служат като органични осмолити, вещества, синтезирани или поети от околната среда от клетките за защита срещу осмотичен стрес, суша, висока соленост или висока температура. Вътреклетъчното натрупване на бетаини, което не пречи на ензимната функция, протеиновата структура и целостта на мембраната, позволява задържане на вода в клетките, като по този начин предпазва от ефектите на дехидратация. Той също така е донор на метил с все по-признато значение в биологията. Бетаинът е алкалоид със силна хигроскопичност, така че често се третира с антислепващ агент в производствения процес. Неговата молекулярна структура и ефект на приложение не се различават значително от тези на естествения бетаин и той принадлежи към естественото вещество, еквивалентно на химическия синтез. Бетаинът е високоефективен донор на метил, който може да замести метионин и холин. Заместител на метионина за подобряване на продуктивността и намаляване на разходите за фураж.
