کاکائو، به‌ویژه در شکلات تلخ، حاوی ترکیباتی است که می‌توانند بر وضعیت روانی انسان تأثیر بگذارند. یکی از این ترکیبات «تریپتوفان» است که نقش مهمی در تولید «سروتونین» — انتقال‌دهنده‌ی عصبی مرتبط با خلق‌وخو و احساس شادی — دارد. با این حال، مقدار تریپتوفان موجود در شکلات بسیار کم است و از نظر علمی تأثیر قابل‌توجهی بر خلق‌وخو ثابت نشده است. به نظر می‌رسد احساس خوب پس از خوردن شکلات، بیشتر به لذت خوردن آن مربوط باشد تا ترکیبات شیمیایی‌اش.

علاوه بر این، شکلات حاوی ترکیبات فنولیک از جمله فلاوانول‌هاست که به بهبود جریان خون، به‌ویژه در مغز، کمک می‌کنند. نتایج برخی پژوهش‌ها نشان می‌دهد که مصرف شکلات می‌تواند عملکرد مغز، به‌ویژه حافظه‌ی کوتاه‌مدت را تقویت کند. همچنین شواهدی وجود دارد که شکلات ممکن است اثرات منفی استرس، از جمله التهاب ناشی از آن را، کاهش دهد.