Diverses réactions au stress affectent gravement l'alimentation et la croissance des animaux aquatiques, réduisent leur taux de survie et peuvent même entraîner leur mort. L'ajout de bétaïne à l'alimentation peut contribuer à atténuer la baisse de consommation alimentaire des animaux aquatiques en cas de maladie ou de stress, à maintenir leurs apports nutritionnels et à réduire certaines pathologies ou réactions au stress.

La bétaïne peut aider le saumon à résister au stress dû au froid en dessous de 10 °C et constitue un additif alimentaire idéal pour certaines espèces de poissons en hiver. Des juvéniles de carpe herbivore transportés sur une longue distance ont été placés dans les étangs A et B, dans des conditions identiques. 0,3 % de bétaïne a été ajouté à l'alimentation des carpes herbivores de l'étang A, tandis qu'aucun ajout de bétaïne n'a été effectué dans l'étang B. Les résultats ont montré que les juvéniles de carpe herbivore de l'étang A étaient actifs, se nourrissaient rapidement et ne mouraient pas. Les alevins de l'étang B se nourrissaient lentement et le taux de mortalité était de 4,5 %, ce qui indique que la bétaïne a un effet anti-stress.

La bétaïne est une substance tampon contre le stress osmotique. Elle peut être utilisée comme agent protecteur osmotique pour les cellules. Elle améliore la tolérance des cellules biologiques à la sécheresse, à l'humidité élevée, à la salinité élevée et aux milieux hypertoniques, prévient la perte d'eau et l'entrée de sel, améliore la fonction de la pompe Na-K de la membrane cellulaire, stabilise l'activité enzymatique et la fonction des macromolécules biologiques, régulant ainsi la pression osmotique et l'équilibre ionique des tissus et des cellules, maintient l'absorption des nutriments, améliore la tolérance des poissons et des crevettes aux variations brusques de pression osmotique et favorise une meilleure élocution.

La concentration en sels minéraux dans l'eau de mer est très élevée, ce qui nuit à la croissance et à la survie des poissons. Une expérience menée sur des carpes montre que l'ajout de 1,5 % de bétaïne/acides aminés à l'appât permet de réduire la teneur en eau dans les muscles des poissons d'eau douce et de retarder leur vieillissement. Lorsque la concentration en sels minéraux augmente dans l'eau (comme dans l'eau de mer), l'ajout de bétaïne contribue au maintien de l'équilibre électrolytique et osmotique des poissons d'eau douce et facilite leur transition vers le milieu marin. La bétaïne aide les organismes marins à maintenir une faible concentration en sels minéraux, à renouveler constamment leur eau, joue un rôle dans la régulation osmotique et permet aux poissons d'eau douce de s'adapter à la vie en mer.