Betaín (BEET-uh-een, bē'tə-ēn', -ĭn) í efnafræði er hvers kyns hlutlaust efnasamband með jákvætt hlaðnum katjónískum virkum hópi eins og fjórðungri ammóníum- eða fosfóníumkatjón (almennt: ójónum) sem ber engin vetnisatóm og með neikvætt hlaðinn virkan hóp eins og karboxýlathóp sem gæti ekki verið aðliggjandi katjónastaðnum. Betaín getur því verið ákveðin tegund af zwitterjón. Sögulega var hugtakið eingöngu frátekið fyrir trímetýlglýsín. Það er líka notað sem lyf. Í líffræðilegum kerfum þjóna mörg náttúruleg betaín sem lífræn osmólýta, efni sem eru mynduð eða tekin upp úr umhverfinu af frumum til varnar gegn osmósuálagi, þurrka, háu seltu eða háum hita. Innanfrumu uppsöfnun betaína, sem truflar ekki starfsemi ensíma, próteinbyggingu og heilleika himnunnar, gerir vökvasöfnun í frumum og verndar þannig fyrir áhrifum ofþornunar. Það er einnig metýlgjafi sem hefur sífellt viðurkenndari þýðingu í líffræði. Betaín er alkalóíð með sterka rakavirkni, svo það er oft meðhöndlað með kekkjavarnarefni í framleiðsluferlinu. Sameindabygging þess og notkunaráhrif eru ekki verulega frábrugðin náttúrulegu betaíni og það tilheyrir náttúrulegu efni sem jafngildir efnafræðilegri myndun. Betaín er mjög áhrifaríkur metýlgjafi sem getur komið í stað metíóníns og kólíns. Settu metíónín í staðinn til að bæta framleiðslugetu og draga úr fóðurkostnaði.
