Biji kakao memiliki karakteristik fisik dan kimia yang berbeda tergantung pada faktor - faktor geografis tempat tumbuh tanaman kakao tersebut. Kabupaten Kulon Progo di Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta menjadikan tanaman kakao sebagai salah satu komoditas perkebunannya. Perbedaan karakteristik yang terdapat pada biji kakao dapat dijadikan sebagai potensi dalam pengembangan single origin chocolate pada biji kakao Kabupaten Kulon Progo. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pemberian variasi suhu dan lama waktu penyangraian terhadap karakteistik fisik dan kimia biji kakao Kabupaten Kulon Progo sebagai langkah awal pengembangan produk single origin chocolate. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RALF) dengan suhu dan lama waktu sangrai sebagai faktornya untuk mengetahui perubahan karakteristik fisik (diameter, susut bobot, rongga permukaan, kekerasan, serta warna) dan kimia (kadar air, polifenol, flavonoid, dan aktivitas antioksidan) biji kakao. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu dan lama waktu sangrai menyebabkan peningkatan pada diameter dan susut bobot biji kakao. Kekerasan biji kakao mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya suhu dana lama waktu sangrai yang mana dipengaruhi oleh perubahan rongga permukaan biji kakao ketika disangrai. Pada parameter warna, peningkatan suhu dan lama waktu sangrai cenderung menurunkan nilai lightness biji kakao. Sedangkan, nilai redness, yellowness, chroma, intensitas kemerahan, dan perubahan warna cenderung meningkat seiring peningkatan suhu dan lama waktu sangrai yang digunakan. Peningkatan suhu dan lama waktu penyangraian cenderung menurunkan besarnya kandungan kadar air, polifenol, flavanoid, dan aktivitas antioksidan yang terdapat di dalam biji kakao.