甜菜碱普遍存在于动植物体内，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用。是非常重要的渗透调节物质，对于植物增强抗逆性，比如抗盐碱，耐旱均十分重要。甜菜碱是一种碱性物质，吸潮的鳞状或棱状结晶，热至310°左右分解，味甜。极易溶于水，易溶于甲醇，溶于乙醇，难溶于乙醚。经浓氢氧化钾溶液的分解反应，能生成三甲胺，并释放出三甲胺。耐高温。
甜菜碱的作用：
维持细胞渗透压：
当植物细胞受盐碱或水分胁迫时，细胞质中积累大量有机渗透调节剂如甜菜碱，将细胞质中的无机渗透调节剂挤向液泡，使胞质与细胞内液泡外环境维持渗透平衡，这样避免了细胞质高浓度无机离子对酶和代谢的毒害。盐胁迫下植物体内甜菜碱的积累是一种有利于植物在胁迫下生长的重要生理现象，其含量与植物耐盐性呈正相关。
对酶的保护作用：
甜菜碱的溶解度很高，不带静电荷，其高浓度对许多酶及其他生物大分子没有影响，甚至有保护作用。甜菜碱可以保护甜菜根细胞膜，防止热伤害，提高酶热变性所需的温度；可以保护菠菜类囊体膜抵御冰冻胁迫；解除高浓度盐对酶活性的毒害；防止脱水诱导的蛋白质热动力学干扰；对有氧呼吸和能量代谢过程也有良好的保护作用。