A teobromina é uma substância química, também conhecida como xantheose. É um alcalóide. Ocorre na planta do cacau. Quimicamente, é muito semelhante à cafeína. Como a planta do cacau é usada para fazer chocolate, ela também é encontrada no chocolate. Apesar de seu nome, não há bromo nele. O nome "theobromine" vem da palavra "Theobroma" como o nome do gênero da árvore do cacau (que por sua vez é formado pelas raízes gregas theo ("Deus") e brosi ("alimento"), que significa "alimento dos deuses") com o sufixo "-ine" dado aos alcalóides e outros compostos contendo nitrogênio básico.
A teobromina é um pó amargo, cristalino, insolúvel na água. Sua cor é listada como branca ou incolor. Tem um efeito semelhante, mas menor, à cafeína, o que a torna um homólogo menor. A teobromina é um isômero da teofilina, bem como da paraxantina. A teobromina é classificada como uma xantina dimetil, o que significa que é uma xantina com dois grupos metilo.
A teobromina foi inicialmente isolada das sementes do cacaueiro em 1878 e pouco depois foi sintetizada a partir de xantina por Hermann Emil Fischer.
A teobromina é tóxica para os cães.
