Theobromin ist eine chemische Substanz, die auch als Xantheose bekannt ist. Es ist ein Alkaloid. Es kommt in der Kakaopflanze vor. Chemisch gesehen ist es dem Koffein sehr ähnlich. Da die Kakaopflanze zur Herstellung von Schokolade verwendet wird, kommt es auch in Schokolade vor. Trotz ihres Namens enthält sie kein Brom. Der Name "Theobromin" stammt von dem Wort "Theobroma" als Gattungsname des Kakaobaums (der seinerseits aus den griechischen Wurzeln theo ("Gott") und brosi ("Speise") besteht, was "Speise der Götter" bedeutet) mit dem Suffix "-in", das Alkaloiden und anderen basischen stickstoffhaltigen Verbindungen gegeben wird.
Theobromin ist ein wasserunlösliches, kristallines, bitteres Pulver. Seine Farbe wird entweder als weiß oder farblos angegeben. Es hat eine ähnliche, aber geringere Wirkung wie Koffein, was es zu einem weniger homologen Stoff macht. Theobromin ist sowohl ein Isomer des Theophyllins als auch des Paraxanthins. Theobromin wird als Dimethyl-Xanthin kategorisiert, was bedeutet, dass es ein Xanthin mit zwei Methylgruppen ist.
Theobromin wurde erstmals 1878 aus den Samen des Kakaobaums isoliert und kurz darauf von Hermann Emil Fischer aus Xanthin synthetisiert.
Theobromin ist giftig für Hunde.

