Theobromin gehört zur Medikamentengruppe der Methylxanthine und ist als Naturstoff z.B. in Teeblättern, Kolabäumen und Kakao enthalten. Methylxanthine bewirken eine Entspannung der glatten Muskulatur in den Bronchien und bewirken somit die Öffnung von belegten Atemwegen (Bronchodilatatoren). Theobromin weist eine bronchodilatierende Wirkung auf, wurde jedoch als Bronchodilatator von Theophyllin verdrängt und ist gegenwärtig als Wirkstoff mit vielfältigen potentiellen Anwendungsbereichen, z.B. als Hustenmittel (Antitussiva ), Gegenstand der klinischen Forschung.