Indonesia merupakan salah satu penghasil utama kakao di dunia karena produksinya yang cukup tinggi. Pengolahan biji kakao dengan kualitas yang baik dapat dilakukan dengan berbagai cara salah satunya adalah proses fermentasi. Fermentasi merupakan tahapan penting dalam proses pengolahan kakao yang bertujuan untuk membentuk cita rasa khas cokelat dan mengurangi rasa pahit serta sepat yang ada di dalam biji kakao.  Disamping itu, proses fermentasi dapat menurunkan kadar polifenol secara drastis sehingga menurunkan sifat fungsional produk akhir kakao karena polifenol merupakan senyawa aktif yang dapat bermanfaat bagi kesehatan karena memilki peran sebagai antioksidan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan tipe dan lama fermentasi terhadap karakteristik biji kakao basah terfermentasi pada parameter pH, indeks fermentasi, kadar air, total fenol, flavonoid dan aktivitas antioksidan serta mengetahui perbedaan perlakuan fermentasi terhadap karakteristik single origin chocolate varietas Gunung Kidul pada parameter total fenol, flavonoid dan aktivitas antioksidan. Rancangan Penelitian yang dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkapdua faktor untuk biji kakao dan Rancangan Acak Lengkap satu faktor untuk single origin chocolate. Variasi tipe fermentasi yang digunakan yaitu kotak kayu dan keranjang bambu. Dan variasi durasi fermentasi yaitu 0 hari sampai 5 hari. Hasil pengujian pada sampel biji kakao basah  menunjukan bahwa proses fermentasi dapat menurunkan nilai pH, meningkatkan nilai indeks fermentasi, meningkatkan kadar air, meningkatkan kadar flavonoid, dan menurunkan kandungan polifenol serta aktivitas antioksidan. Dan perlakuan fermentasi biji kakao selama 5 hari pada sampel single origin chocolate dapat menurunkan kandungan total fenol dan aktivitas antioksidan serta meningkatkan kandungan flavonoid.