Teobromin kan blant annet forårsake takykardi, hallusinasjoner, alvorlig diaré, epileptiske anfall, hjerteinfarkt, innvendige blødninger eller død. Tegn på forgiftning opptrer vanligvis 6-12 timer etter inntak av stoffet. Dødelig dose er om lag 100-200 mg/kg, men individuelle variasjoner gjør at død kan inntreffe ved langt lavere doser.