La théobromine est une substance chimique, également connue sous le nom de xanthèse. C'est un alcaloïde. Elle est présente dans la plante de cacao. Sur le plan chimique, elle est très similaire à la caféine. Comme la plante de cacao est utilisée pour faire du chocolat, on la trouve aussi dans le chocolat. Malgré son nom, il ne contient pas de brome. Le nom "théobromine" vient du mot "Theobroma", qui désigne le genre du cacaoyer (lui-même composé des racines grecques theo ("Dieu") et brosi ("nourriture"), qui signifie "nourriture des dieux"), avec le suffixe "-ine" donné aux alcaloïdes et autres composés azotés basiques.
La théobromine est une poudre amère, cristalline et insoluble dans l'eau. Sa couleur est répertoriée comme étant blanche ou incolore. Elle a un effet similaire, mais moindre, à celui de la caféine, ce qui en fait un homologue moins important. La théobromine est un isomère de la théophylline ainsi que de la paraxanthine. La théobromine est classée comme une xanthine diméthyle, ce qui signifie que c'est une xanthine avec deux groupes méthyle.
La théobromine a été isolée pour la première fois à partir des graines du cacaoyer en 1878, puis synthétisée peu après à partir de la xanthine par Hermann Emil Fischer.
La théobromine est toxique pour les chiens.
