เบทาอีน เป็นควอเทอร์นารีแอมโมเนียมอัลคาลอยด์ชนิดหนึ่ง ซึ่งพบได้ทั่วไปในสัตว์และพืช ลักษณะเฉพาะของโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีทั้งแบบมีขั้วและไม่มีขั้ว ซึ่งหมายความว่ามันสามารถโต้ตอบกับโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยา เช่น เอ็นไซม์หรือโปรตีนเชิงซ้อนที่จับกับบริเวณที่ชอบน้ำ และยังสามารถจับกับบริเวณที่ไม่ชอบน้ำได้อีกด้วย เป็นสารปรับออสโมติกที่ไม่เป็นพิษที่สำคัญในพืชชั้นสูง

เบทาอีนสามารถทำให้โครงสร้างและหน้าที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยามีเสถียรภาพภายใต้สภาวะความเครียดออสโมติก และในขณะเดียวกันก็สามารถลดความเสียหายของการสูญเสียน้ำออสโมติกต่อโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ เอนไซม์ และโปรตีนภายใต้สภาวะที่ยากลำบาก ด้วยเหตุนี้จึงปรับปรุงความต้านทานของพืชต่อปัจจัยความเครียดต่างๆ รวมทั้งทำให้เอ็นไซม์สำคัญของวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิกและเทอร์มินอลออกซิเดสเสถียร ระบบภาพถ่าย II โพลีเปปไทด์ส่วนปลาย และการทำงานทางสรีรวิทยาอื่นๆ ซึ่งมักได้รับผลกระทบจากภัยแล้ง น้ำเกลือ-อัลคาไล ความเย็น และอื่นๆ สภาพแวดล้อมในระหว่างการเจริญเติบโตของพืช การรักษาความก้าวหน้าตามปกติของการหายใจและการสังเคราะห์แสงมีความสำคัญทางสรีรวิทยาที่สำคัญ ผลการศึกษาจำนวนมากยืนยันว่าการใช้เบทาอีนจากภายนอกสามารถเพิ่มความต้านทานของพืชผล ไม้ผล และพืชป่าต่อความเครียด เช่น เกลือ-ด่าง ความแห้งแล้ง อุณหภูมิสูง และความเสียหายจากการเยือกแข็งได้อย่างมาก

เบทาอีนที่ดีต่อสุขภาพไม่เพียงแต่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช ปรับปรุงความสามารถของรากฝอยของพืชในการดูดซับน้ำและปุ๋ย ปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของพืชเพื่อเพิ่มการผลิตและรายได้ แต่ยัง มีผลต้านความเครียดที่ดีในพืช และช่วยเพิ่มความทนทานต่อพืชผลอย่างมาก นอกจากนี้ยังสามารถส่งเสริมการสืบพันธุ์อย่างรวดเร็วของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ กระตุ้นจุลินทรีย์ (symbiosis) และปรับปรุงการทำงานของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ นอกจากนี้ยังเพิ่มปริมาณอินทรียวัตถุในดิน ปรับปรุงโครงสร้างการรวมตัวของดิน ปรับปรุงความเป็นกรดของดินและความเค็ม และลดการบดอัดของดิน