Betaiin (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) on keemias mis tahes neutraalne keemiline ühend, millel on positiivselt laetud katioonne funktsionaalrühm, näiteks kvaternaarne ammooniumi või fosfooniumi katioon (üldiselt ooniumioonid), mis ei kanna vesinikuaatomiga ja negatiivselt laetud funktsionaalrühmaga, näiteks karboksülaatrühmaga, mis ei pruugi olla katioonse saidi kõrval. Seega võib betaiin olla teatud tüüpi tsvitterioon. Ajalooliselt oli see termin reserveeritud ainult trimetüülglütsiini jaoks. Seda kasutatakse ka ravimina. Bioloogilistes süsteemides toimivad paljud looduslikult esinevad betaiinid orgaaniliste osmolüütidena, ainetena, mida sünteesivad või võtavad rakud keskkonnast endasse kaitseks osmootse stressi, põua, kõrge soolsuse või kõrge temperatuuri eest. Betaiinide rakusisene akumuleerumine, mis ei häiri ensüümide funktsiooni, valgu struktuuri ja membraani terviklikkust, võimaldab rakkudes vett kinni hoida, kaitstes seega dehüdratsiooni mõjude eest. See on ka bioloogias üha enam tunnustatud metüüldoonor. Betaiin on tugeva hügroskoopsusega alkaloid, mistõttu töödeldakse seda tootmisprotsessis sageli paakumisvastase ainega. Selle molekulaarstruktuur ja kasutusefekt ei erine oluliselt loodusliku betaiini omast ning see kuulub keemilise sünteesi loodusliku aine ekvivalendi hulka. Betaiin on väga tõhus metüüldoonor, mis võib asendada metioniini ja koliini. Tootmise parandamiseks ja söödakulude vähendamiseks asendage metioniin.
