Betaiini (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) kemiassa on mikä tahansa neutraali kemiallinen yhdiste, jossa on positiivisesti varautunut kationinen funktionaalinen ryhmä, kuten kvaternäärinen ammonium- tai fosfoniumkationi (yleensä: oniumionit), joka ei sisällä vetyatomilla ja negatiivisesti varautuneella funktionaalisella ryhmällä, kuten karboksylaattiryhmällä, joka ei välttämättä ole kationisen kohdan vieressä. Betaiini voi siten olla spesifinen kahtaisionityyppi. Historiallisesti termi on varattu vain trimetyyliglysiinille. Sitä käytetään myös lääkkeenä. Biologisissa järjestelmissä monet luonnossa esiintyvät betaiinit toimivat orgaanisina osmolyytteinä, solujen syntetisoimina tai ympäristöstä ominaina aineina, jotka suojaavat osmoottista stressiä, kuivuutta, korkeaa suolapitoisuutta tai korkeita lämpötiloja vastaan. Betaiinien solunsisäinen kertyminen, joka ei häiritse entsyymitoimintaa, proteiinin rakennetta ja kalvon eheyttä, mahdollistaa veden pidättymisen soluissa ja suojaa siten kuivumisen vaikutuksilta. Se on myös metyyliluovuttaja, jolla on yhä tärkeämpi merkitys biologiassa. Betaiini on alkaloidi, jolla on voimakas hygroskooppisuus, joten sitä käsitellään usein paakkuuntumisenestoaineella tuotantoprosessissa. Sen molekyylirakenne ja käyttövaikutus eivät eroa merkittävästi luonnollisen betaiinin vastaavasta, ja se kuuluu kemiallisen synteesin luonnonainevastineeseen. Betaiini on erittäin tehokas metyyliluovuttaja, joka voi korvata metioniinin ja koliinin. Korvaa metioniini parantaaksesi tuotannon suorituskykyä ja alentaaksesi rehukustannuksia.
