Betaiini on kemian laaja termi, joka kuvaa mitä tahansa neutraalia kemiallista yhdistettä, jolla on sekä positiivisesti varautunut tai kationinen funktionaalinen ryhmä että negatiivisesti varautunut tai anioninen funktionaalinen ryhmä. Funktionaaliset ryhmät ovat tiettyjä atomiryhmiä, jotka antavat molekyyleille, jotka ne ovat kiinnittyneet tiettyihin kemiallisiin ominaisuuksiin. Betaiinissa nämä funktionaaliset ryhmät eivät välttämättä ole vierekkäin molekyylirakenteessa. Betaiineilla on useita ravitsemuksellisia toimintoja ja ne auttavat ehkäisemään sydän- ja maksasairauksia.
Betaiinin kationinen funktionaalinen ryhmä on yleensä onium -ioni. Onium -ioni on ioni (atomi, jolla on positiivinen tai negatiivinen varaus), joka muodostuu lisäämällä protoni neutraaliin molekyyliin. Ammoniumioni on kaava NH4+ja oniumioni. NH3, ammoniakki, on neutraali molekyyli. Protonin lisääminen johtaa ammoniumiin, joten ammonium on onium -ioni.
Termi betaiini keksittiin alun perin kuvaamaan spesifistä trimetyyliglysiinimolekyyliä. Trimetyyliglysiini nimettiin sen jälkeen, kun se oli löydetty sokerijuurikkaista, tieteellisesti nimellä Beta vulgaris. Kaavan (CH3) 3N+CH2CO2H mukaisesti trimetyyliglysiini on betaiini. Sillä on useita terapeuttisia käyttötarkoituksia, ja sitä käytetään joskus ruoansulatuksen apuna. Sitä kutsutaan usein glysiinibetaiiniksi sen erottamiseksi betaiinien yleisestä luokasta.
Yleensä betaiinit ovat kahtaisioneja. Kahtaisioni on kemiallinen yhdiste, jolla on muodollisia positiivisia ja negatiivisia varauksia eri atomeihin, mutta joka on kaiken kaikkiaan neutraali. Tällaisissa yhdisteissä kationiset ja anioniset funktionaaliset ryhmät vastustavat toisiaan ja kumoavat toisensa. Vaikka yhdisteen eri päillä on erilaiset ja erilaiset varaukset, kokonaistulos on täysin neutraali yhdiste.
Monissa biologisissa järjestelmissä betaiinit toimivat osmolyytteinä, osmoosiin vaikuttavina aineina. Betaiineja yleensä tuottavat tai syntetisoivat solut, ja ne suojaavat osmoosiin liittyviltä erilaisilta solurasituksilta. Betaiinien suojaavat toiminnot estävät ensisijaisesti solujen kuivumista.
Tiedemiehet tunnustavat yhä enemmän betaiinien merkityksen metyyliluovuttajina. Metyylimolekyylit ovat tärkeitä apuvälineitä monille kehon biologisille ja kemiallisille prosesseille. Betaiinit lahjoittamalla metyyliä kehon prosesseille auttavat maksan toimintaa, solujen lisääntymistä ja useita muita tärkeitä prosesseja koko kehossa. Niiden uskotaan myös olevan tehokkaita sydän- ja maksasairauksien ehkäisyssä, ja niitä löytyy juurikkaista, parsakaalista, jyvistä, äyriäisistä ja pinaatista. Betaiinilisät valmistetaan myös sokerijuurikkaista ja niitä on saatavana eri muodoissa.