Das Molekül von Cocamidopropylbetain verbindet einen langen, fettähnlichen Kohlenwasserstoffteil mit einer polaren Gruppe. Am einen Ende liegt ein Fettsäureamid, am anderen ein Kopfteil mit quartärem Ammoniumzentrum und Carboxylat. Weil beide entgegengesetzten Ladungen im Molekül vorhanden sind, wird es als Zwitterion eingeordnet. Diese Kombination aus fettzugewandtem Abschnitt und geladenem Kopfteil bildet die chemische Grundlage seiner Tensideigenschaften.
Tenside senken die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit und ermöglichen so, dass Wasser und fettige Rückstände besser gemeinsam bewegt und abgespült werden können. Cocamidopropylbetain wird deshalb in kosmetischen Waschprodukten als reinigendes Tensid eingesetzt. Sein amphoterer Charakter bedeutet, dass das Verhalten in Lösung vom pH-Umfeld abhängt: In neutraler Umgebung gilt es als amphoter, während es in saurer beziehungsweise alkalischer Lösung kationische beziehungsweise anionische Eigenschaften zeigen kann. Zusätzlich kann es in Rezepturen Schaum unterstützen und die Viskosität beeinflussen.
Ein Review aus dem Jahr 2008 beschreibt die zunehmende Verwendung von CAPB in Kosmetik und Körperpflege sowie berichtete verzögerte Typ-IV-Kontaktreaktionen. Es nennt eine damalige Schätzung der Sensibilisierungshäufigkeit zwischen 3,0 und 7,2 Prozent und führt als mögliche Auslöser auch herstellungsbedingte Verunreinigungen an. Eine spätere retrospektive Auswertung untersuchte 83.864 Personen, die mit einer einprozentigen wässrigen CAPB-Zubereitung epikutantestet wurden; 2,16 Prozent reagierten positiv, während 4,6 Prozent nichtallergische Reaktionen zeigten. Die Autorinnen und Autoren bewerteten die Reproduzierbarkeit positiver Ergebnisse als schwach und die meisten positiven Reaktionen als wahrscheinlich falsch positiv.
Die Auswertung von 2011 fand erhöhte Risiken positiver Testergebnisse in mehreren Gruppen, darunter Menschen mit atopischer Dermatitis oder Kopfhautdermatitis und Friseurinnen beziehungsweise Friseure; bei strengeren Kriterien blieben nur einzelne Zusammenhänge statistisch bedeutsam. Ihre Schlussfolgerung lautet, dass allergische Reaktionen selten sind und CAPB nach den verwendeten Klassifikationssystemen nicht als bedeutender Hautsensibilisator gilt. Die Studien untersuchen Kontaktreaktionen und Epikutantests, nicht einen kosmetischen Nutzen wie bessere Kämmbarkeit oder Schaumqualität in kontrollierten Produktvergleichen. Solche Formulierungsfunktionen sind daher von der klinischen Evidenz zu unterscheiden und hängen im fertigen Produkt von der gesamten Zusammensetzung ab.