Et betain (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) i kjemi er enhver nøytral kjemisk forbindelse med en positivt ladet kationisk funksjonell gruppe som et kvaternært ammonium- eller fosfoniumkation (vanligvis: oniumioner) som ikke bærer noen hydrogenatom og med en negativt ladet funksjonell gruppe slik som en karboksylatgruppe som kanskje ikke er ved siden av det kationiske setet. Et betain kan derfor være en spesifikk type zwitterion. Historisk sett var begrepet kun forbeholdt trimetylglysin. Det brukes også som medisin. I biologiske systemer fungerer mange naturlig forekommende betainer som organiske osmolytter, stoffer syntetisert eller tatt opp fra miljøet av celler for beskyttelse mot osmotisk stress, tørke, høyt saltholdighet eller høy temperatur. Intracellulær akkumulering av betainer, som ikke forstyrrer enzymfunksjon, proteinstruktur og membranintegritet, tillater vannretensjon i cellene, og beskytter dermed mot effekten av dehydrering. Det er også en metyldonor av stadig mer anerkjent betydning i biologi. Betain er et alkaloid med sterk hygroskopisitet, så det behandles ofte med antiklumpemiddel i produksjonsprosessen. Dens molekylære struktur og påføringseffekt er ikke vesentlig forskjellig fra naturlig betain, og den tilhører den naturlige substansekvivalenten til kjemisk syntese. Betain er en svært effektiv metyldonor som kan erstatte metionin og kolin. Erstatt metionin for å forbedre produksjonsytelsen og redusere fôrkostnadene.
