Il cioccolato contiene circa 380 diversi prodotti chimici noti. Una delle sostanze chimiche più distintive nel cioccolato è la teobromina, che è simile nella struttura al caffè e colpisce il corpo umano come una forma più debole di esso. Il cioccolato contiene anche feniletilamina, una sostanza chimica legata all'anfetamina e sostanze chimiche che assomigliano agli oppioidi.
La teobromina è una delle metilxantine presenti nel cioccolato. È uno stimolante e può essere usato per scopi medici, compreso il trattamento della pressione alta e l'accumulo di liquidi corporei. Può anche essere tossico o letale a grandi dosi e agisce come una neurotossina che causa problemi cardiaci, renali e del sistema nervoso. È particolarmente dannoso per cani e animali che metabolizzano lentamente la teobromina. In genere, più il cioccolato è scuro e più puro, maggiore è il livello di teobromina, anche se la quantità in singole fave di cacao può essere molto grande.
Alcuni degli oppioidi presenti nel cioccolato sono gli stessi di quelli naturalmente presenti nel corpo e producono forme più lievi degli effetti benefici associati al THC e alla marijuana. I ricercatori discutono se le quantità trovate nel cioccolato siano abbastanza grandi da essere significative. Gli effetti della feniletilamina nel cioccolato possono causare cambiamenti nella pressione sanguigna e nei livelli di zucchero nel sangue proprio come la teobromina. A causa della sua associazione con le endorfine, la feniletilamina è talvolta chiamata "droga dell'amore".
