Бетаин (БЕЕТ-ух-еен, бе'тә-ен', -ин) у хемији је свако неутрално хемијско једињење са позитивно наелектрисаном катјонском функционалном групом као што је кватернарни амонијум или фосфонијум катјон (углавном: јони ониијума) који не носи атом водоника и са негативно наелектрисаном функционалном групом као што је карбоксилатна група која можда није у близини катјонског места. Стога бетаин може бити специфичан тип цвитериона. Историјски гледано, термин је био резервисан само за триметилглицин. Користи се и као лек. У биолошким системима, многи природни бетаини служе као органски осмолити, супстанце које синтетишу или преузимају ћелије из околине за заштиту од осмотског стреса, суше, високог салинитета или високе температуре. Интрацелуларна акумулација бетаина, која не ремети функцију ензима, структуру протеина и интегритет мембране, омогућава задржавање воде у ћелијама, штитећи тако од ефеката дехидрације. Такође је донатор метила од све више признатог значаја у биологији. Бетаин је алкалоид јаке хигроскопности, па се у процесу производње често третира средством против згрушавања. Његова молекуларна структура и ефекат примене се не разликују значајно од природног бетаина, а припада природној супстанци еквивалентној хемијској синтези. Бетаин је веома ефикасан донатор метила који може да замени метионин и холин. Замена метионина за побољшање производних перформанси и смањење трошкова хране.
