甜菜堿是一種生物堿，化學名稱為N,N,N-三甲基甘氨酸，化學結構與氨基酸相似，屬季銨堿類物質，分子式為C5H11NO2。
甜菜堿廣泛存在于動植物體內。在植物中，枸杞、豆科植物均含有甜菜堿。甜菜的糖蜜是甜菜堿的主要來源。在動物中，章魚、墨魚、蝦等軟體動物，以及脊椎動物（包括人）的肝臟、脾臟和羊水均含有甜菜堿。
