En betain (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) i kemi är vilken neutral kemisk förening som helst med en positivt laddad katjonisk funktionell grupp som en kvartär ammonium- eller fosfoniumkatjon (allmänt: oniumjoner) som inte bär några väteatom och med en negativt laddad funktionell grupp såsom en karboxylatgrupp som kanske inte är intill det katjoniska stället. En betain kan således vara en specifik typ av zwitterjon. Historiskt sett var termen endast reserverad för trimetylglycin. Det används också som läkemedel. I biologiska system fungerar många naturligt förekommande betainer som organiska osmolyter, ämnen som syntetiseras eller tas upp från miljön av celler för att skydda mot osmotisk stress, torka, hög salthalt eller hög temperatur. Intracellulär ackumulering av betainer, som inte stör enzymfunktionen, proteinstrukturen och membranintegriteten, tillåter vattenretention i cellerna, vilket skyddar mot effekterna av uttorkning. Det är också en metyldonator av allt mer erkänd betydelse inom biologin. Betain är en alkaloid med stark hygroskopicitet, så den behandlas ofta med antiklumpningsmedel i produktionsprocessen. Dess molekylära struktur och appliceringseffekt skiljer sig inte nämnvärt från naturligt betain, och det tillhör den naturliga substansekvivalenten till kemisk syntes. Betain är en mycket effektiv metyldonator som kan ersätta metionin och kolin. Ersätt metionin för att förbättra produktionsprestanda och minska foderkostnaderna.
