甜菜碱是一种生物碱，在许多领域被广泛运用，其作用主要有清洁护肤、抗肿瘤、降血压、治疗肝脏、食品添加等等。
二十世纪七十年代，甜菜碱被发现于甜菜中，早期运用于清洁皮肤。后来发现其天然存在于很多植物中，如菠菜、麦芽、蘑菇和水果等，也存在于部分动物体内，如龙虾的螯、章鱼、鱿鱼以及水生甲壳类动物，也包括人体肝脏。其作用逐渐被探索认知，现在除了化妆，还被广泛运用于医药、食品等领域。化妆品领域，甜菜碱是一种吸收快、活性高的新型天然氨基酸保湿剂，能够起到很好的保湿、清洁作用，又不伤害肌肤，非常安全。医药领域，甜菜碱多被用于抗肿瘤，降血压，抗消化性溃疡及胃肠功能障碍，治疗肝脏疾病。食品领域，则作为饲料添加剂，具有提供甲基供体作用，可节省部分蛋氨酸，具有调节体内渗透压，缓和应激，促进脂肪代谢和蛋白质合成，提高瘦肉率的功能，并能增强抗球虫药的疗效。在水产动物饲料中则作为诱食剂。
甜菜碱不仅自身作用广泛，其许多衍生物，如烷基甜菜碱、羟基磺丙基甜菜碱等，在化工领域同样被广泛运用。