L'amande ou fève de cacao renferme diverses substances dont des protéines, des matières grasses (beurre de cacao), des glucides, des xanthines (caféine et théobromine), des tannins, de la cellulose, de l'acide oxalique, des minéraux en petites quantités, notamment du phosphore, du potassium et du fer, et des vitamines A et B en quantité négligeable. Le cacao traité avec le procédé hollandais voit son contenu en potassium augmenter.
Le cacao et le chocolat contiennent entre 10 et 20% de protéines.
Le chocolat contient environ 50% de matières grasses et le cacao de 10 à 22%, selon le pourcentage de beurre de cacao qu'on en a extrait. L'industrie retire fréquemment ce gras (utilisé en cosmétique notamment) et le remplace souvent par du beurre de coco ou de l'huile de palme.
Le cacao en poudre et le cacao en poudre à faible teneur en gras sont tous les deux d'excellentes sources de cuivre, potassium, vitamine B12 et fer; de bonnes sources de phosphore; ils contiennent de la riboflavine, acide pantothénique, niacine et thiamine ainsi que des traces de calcium et de vitamine B6. Ils sont des sources très élevées de fibres. Le nombre de calories varie cependant selon la composition du chocolat.
Cacao et chocolat contiennent des excitants, soit de la théobromine et de la caféine. Ainsi, 30 g (90 ml) de cacao contiennent 617 mg de théobromine et 72 mg de caféine alors que 30 g de chocolat au lait fournissent 51 mg de théobromine et 7,5 mg de caféine. Un carré de chocolat non sucré (30 g) contient 351 mg de théobromine et 59 mg de caféine alors que le semi-sucré (30 mg) ne contient que 138 mg de théobromine et 18 mg de caféine. La quantité de ces excitants est moindre que dans le café, ce qui en diminue l'intensité, mais leurs effets demeurent les mêmes.
Il est faux de croire que le fait de consommer du chocolat avant un exercice physique procurera plus d'énergie, car les muscles utilisent l'énergie emmagasinée dans le corps depuis au moins 18 heures et ce, sous forme de glycogène. Il est même conseillé d'éviter les aliments sucrés avant un exercice.
Le chocolat contient du phényléthylamine, une substance chimique qui agit sur les neurotransmetteurs du cerveau. Il s'agit d'une bio-amine, semblable aux amphétamines, qui est responsable de l'état d'euphorie de la personne amoureuse.
