Betaín, známy aj pod názvom trimetylglycín (TMG), je organická zlúčenina odvodená od aminokyseliny glycín, pri ktorej tri atómy vodíka nahrádzajú tri metylové skupiny. Názov „betaín“ pochádza z latinského slova pre repu (Beta), pretože látka bola prvýkrát identifikovaná v cukrovej repe. 

V prírode sa betaín vyskytuje v rôznych rastlinách – okrem repy je ho možné nájsť v špenáte, obilninách a niektorých morských plodoch. Ľudské telo si ho dokáže vytvárať aj samo, a to z cholínu, ktorý organizmus prijíma prostredníctvom stravy (napríklad z vajec či mäsa).

V rámci ľudského organizmu zohráva betaín dôležitú úlohu v takzvaných metylačných procesoch, kde slúži ako darca metylových skupín. 

Tieto reakcie sú potrebné na tvorbu a udržiavanie rôznych molekúl, čo sa odráža v zabezpečovaní bezpečného priebehu viacerých biochemických dráh. 

Metylačné reakcie patria medzi podstatné procesy v tele, keďže ovplyvňujú syntézu aminokyselín, fungovanie bunkovej DNA, ako aj množstvo ďalších molekúl zodpovedných za vnútornú rovnováhu.

Okrem metylačnej funkcie je betaín tiež látkou označovanou ako osmolyte, to znamená, že pomáha bunkám prispôsobovať sa zmenám v obsahu vody a solí. V praxi to znamená, že bunky dokážu lepšie reagovať na zmeny osmotického tlaku v prostredí, čo je dôležité najmä pri udržiavaní stabilného vnútorného prostredia v rôznych tkanivách. Betaín sa v značnej miere sústreďuje v pečeni a obličkách, kde sa podieľa na ďalších metabolických procesoch, ktoré pomáhajú zabezpečiť správne fungovanie týchto orgánov.

Samotný trimetylglycín sa tak využíva aj v priemysle, a to nielen v potravinárstve, ale napríklad aj v kozmetických výrobkoch. Je obľúbený pre svoju schopnosť zadržiavať vlhkosť a stabilizovať štruktúru niektorých zložiek. V laboratórnych podmienkach môže byť súčasťou roztokov na výskum metylačných dráh alebo na skúmanie osmoprotekcie bunkových kultúr.