Растение происходит из субэкваториальных регионов Южной Америки, культивируется по всему свету в тропиках обоих полушарий ради получения семян, используемых в кондитерской промышленности и медицине.

Словом «какао» также называют семена дерева какао и получаемый из них порошок; такое же название имеет и напиток (при этом для производства какао используют некоторые другие виды из рода Теоброма: Theobroma bicolor и Theobroma subincanum).

Научное название рода Theobroma (др.-греч. θεόβρωμα — Пища богов) было дано Карлом Линнеем. Видовой эпитет — cacao имеет ацтекское происхождение. В качестве русского названия вида помимо слова «какао» иногда используется выражение «шоколадное дерево».

Крупное дерево, в диком виде произрастающее на побережье Мексики, в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Достигает высоты 12 м. Ветви и листья располагаются по периферии кроны, где больше света.
Листья очередные, тонкие, вечнозелёные, продолговато-эллиптические, цельнокрайние.

Цветы небольшие, розовато-белые, выступающие прямо из коры и крупных ветвей дерева в виде пучков.
Плод крупный, ягодообразный, формой похож на лимон, но снабжён продольными бороздами, между которыми проходят валики; заключает много крупных семян, расположенных в несколько рядов и окружённых мякотью. Питательная ткань в них мало развита, а семядоли складчатые. Плод напоминает крупный огурец или вытянутую дыню, полностью созревает за 4 месяца.

Практически всё импортируемое в Европу какао производилось в Венесуэле. С тех пор производимые в Венесуэле местные сорта называются «Криоло» (исп. туземец, креол), а ввезённые — «Форастеро» (исп. пришелец). «Форастеро» ведет своё начало из джунглей Амазонии. Все вариации сортов какао произошли, вероятно, от этих двух основных сортов. Ввезённые позже из Тринидада растения, являющиеся гибридом «Криолло» и «Форастеро», получили название «Тринитарио». Благодаря своему ярко выраженному аромату эквадорский какао тоже имеет своё название — «Насиональ».

Таким образом, сорта какао подразделяются на четыре основные группы:
«Криолло» (Criollo) (например, «Окумаре» (Ocumare))
«Тринитарио» (Trinitario) (например, «Карупано» (Carupano))
«Насиональ» (Nacional) (например, «Арриба» (Arriba), «Балао» (Balao))
«Форастеро» (Forastero) (например, «Байя»)

«Криолло» считается самым элитным сортом какао. В нём, как правило, меньше кислоты, почти нет горечи, наряду с мягким вкусом он имеет выраженный дополнительный аромат. Большинство сортов «Форастеро» имеют характерный вкус какао, но они не ароматные, частично горькие или кислые. Тем не менее, за свою высокую урожайность «Форастеро» занимает лидирующие позиции на мировом рынке. К элитным сортам относится также эквадорский сорт какао «Арриба». Какао «Тринитарио» обладает мощным вкусом, легкой кислотой и сильным ароматом. Так как вкус какао зависит не только от генетических особенностей, но и от почвы и климатических условий, то наряду с сортами какао различают также и области их выращивания. В бобах какао содержится большое количество веществ, некоторые из них очень ценные (всего около 300 различных субстанций). Самые важные из них: анандамид, аргинин, дофамин (нейромедиатор), эпикатецин (антиоксидант), гистамин, магний, серотонин (нейромедиатор), триптофан, фенилэтиламин, полифенол (антиоксидант), тирамин и салсолинол. Антидепрессантное действие оказывают прежде всего серотонин, триптофан и фенилэтиламин. Не исключён и синергетический эффект указанных веществ. Примерный химический состав какао следующий:
54,0 % жиры
11,5 % белки
9,0 % целлюлоза
7,5 % крахмал и полисахариды
6,0 % дубильные вещества (таннин) и красящие вещества
5,0 % вода
2,6 % минеральные вещества и соли
2,0 % органические кислоты и вкусовые вещества
1,0 % сахариды
0,2 % кофеин
Открытый недавно в какао эпикатехин благодаря своему влиянию на здоровье вызвал настоящую сенсацию. Профессор Гарвардского университета Норман Голленберг открыл в результате исследований положительное воздействие какао на человека. Он обнаружил, что эпикатехин может снизить заболеваемость четырьмя из пяти самых распространённых болезней Европы (инсульт, инфаркт миокарда, рак и диабет) почти на 10 %.
Учёные из Мюнстерского университета открыли новое вещество в составе какао, способствующее росту клеток кожи и тем самым заживлению ран, разглаживающее морщины и уменьшающее риск язвы желудка. Данное вещество получило название «кокохил». Швейцарские кардиологи называют тёмный шоколад с содержанием какао более 70 % «сладким аспирином». На ежегодном съезде американских специалистов по сердечным заболеваниям в Чикаго в ноябре 2006 года был представлен доклад о том, что биоактивные соединения в таком шоколаде уменьшают склеивание тромбоцитов.
Действие на организм большого количества какао по-прежнему является предметом исследования.
Холодное какао является наиболее быстрым восстановителем мышц после спортивных занятий или тяжелой физической работы, превосходя по этому параметру специальные напитки, предназначенные для спортсменов. Чёрный (горький) шоколад делают из какао тёртого, сахарной пудры и масла какао. Изменяя соотношение между сахарной пудрой и какао тёртым, можно изменять вкусовые особенности получаемого шоколада — от горького до сладкого. Чем больше в шоколаде какао тёртого, тем более горьким вкусом и более ярким ароматом обладает шоколад. Молочный шоколад с добавлениями изготавливают из какао тёртого, масла какао, сахарной пудры и сухого молока, чаще всего используют плёночное сухое молоко жирностью 2,5 % или сухие сливки. Аромат молочному шоколаду придаёт какао, вкус складывается из сахарной пудры и сухого молока. Белый шоколад готовят из масла какао, сахара, плёночного сухого молока и ванилина без добавления какао-порошка, поэтому он имеет кремовый цвет (белый) и не содержит теобромина. Неповторимый вкус белый шоколад приобретает благодаря особому сухому молоку, имеющему карамельный привкус. Пористый шоколад получают в основном из десертной шоколадной массы, которую разливают в формы на 3/4 объёма, помещают в вакуум-котлы и выдерживают в жидком состоянии (при температуре 40° С) в течение 4 ч. В вакууме благодаря расширению пузырьков воздуха образуется пористая структура плитки.