Devido à sua estrutura química, foram descritas várias funções para a molécula de betaína:
Doador de metilo
No metabolismo, grupos metilo livres são gerados por várias reações metabólicas, como a síntese de creatina, carnitina e outras. Tanto a colina como a betaína podem ser usadas como doador de metilo no metabolismo, embora a colina tenha primeiro de ser convertida em betaína nas mitocôndrias. O metabolismo do grupo metilo é, entre outros, importante na prevenção da síndrome do fígado gordo.
Osmorregulador
A betaína serve como um osmólito orgânico, uma substância que protege as células contra o estresse osmótico, a seca, a salinidade e temperatura elevada. Os animais mantêm um equilíbrio na sua estrutura celular, regulando o movimento da água para dentro e para fora das células (osmorregulação). A betaína ajuda a manter este equilíbrio e tem demonstrado ser eficaz em períodos de estresse térmico.
Efeitos positivos
São relatados efeitos muito positivos da betaína na digestibilidade dos alimentos e na qualidade da carcaça. A betaína é utilizada em dietas para várias espécies animais, como alimentos para frangos, perus, suínos e peixes.