Salah satu tanaman yang memiliki nilai ekonomi tinggi di dunia ialah tanaman kakao (Theobroma cacao L.). Pengolahan kakao menjadi single origin chocolate merupakan salah satu cara meningkatkan nilai jual kakao. Single origin chocolate merupakan cokelat yang hanya terbuat dari biji kakao pada suatu daerah tertentu tanpa campuran biji kakao dari daerah lain. Dalam pengolahan biji kakao menjadi single origin chocolate, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan senyawa antioksidan. Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui kandungan senyawa fenolik dan flavonoid serta aktivitas antioksidan (DPPH RSA, FRAP, Phosphomolybdenum Assay) pada biji kakao (Kulonprogo, Gunung Kidul, Madiun, Lampung, Bali, Samarinda, dan Makassar) dan pada olahan kakao di setiap tahapan pengolahan single origin chocolate guna menentukan proses yang menjadi titik kritis terjadinya degradasi antioksidan. Penelitian ini dilakukan dengan dua tahap menggunakan RAL (Rancangan Acak Lengkap) satu faktor pada tiap tahapnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biji kakao berbagai daerah memiliki kandungan fenolik dan flavonoid serta aktivitas antioksidan yang berbeda. Selama proses pengolahan menjadi single origin chocolate terjadi perubahan yang fluktuatif pada TPC, FRAP, dan PA dengan penurunan tertinggi pada proses penyangraian. Sedangkan pada TFC cenderung mengalami kenaikan namun terdapat sedikit penurunan setelah proses pencetakan dan nilai DPPH RSA cenderung menurun dengan penurunan tertinggi pada proses penyangraian. Maka untuk memproduksi single origin chocolate dengan kandungan senyawa fenolik tinggi perlu diperhatikan proses penyangraiannya. Usaha yang dapat dilakukan untuk meminimalisir degradasi fenolik ialah dengan penyangraian vakum.