L'amélioration génétique du cacaoyer repose toujours sur la création d'hybrides entre géniteurs appartenant à des populations différentes. Comme il est difficile d'établir clairement une classification uniquement sur la base des caractères morphologiques, on a développé l'utilisation de marqueurs biochimiques et moléculaires pour préciser l'organisation génétique de l'espèce et pour étudier les processus de domestication. Ces marqueurs sont accessibles à tous mais leur variabilité en fonction de l'environnement rend leur utilisation souvent délicate. La diversité enzymatique de clones ou de populations de cacaoyers, révéle une structure globale, correspondant aux différents groupes génétiques, et une structuration géographique des populations à l'intérieur de certains groupes. Les marqueurs génétiques, qui reflètent la structure de l'ensemble du génome, sont des outils de choix pour révéler la diversité et les apparentements entre cacaoyers sauvages ou cultivés. Les différents types de marqueurs nucléaires (RAPD, RFLP, microsatellites) ou cytoplasmiques, apportent chacun des informations différentes et complémentaires en révélant la variation de séquences dont les vitesses d'évolution sont différentes. Les marqueurs condominants tels que les RFLP et les isoenzymes ont fourni une information plus précise sur la structure génétique des populations et des individus. La diversité génétique de l'espèce pourrait se structurer autour de quatre pôles d'importance inégale : les Criollo anciens, les variétés pures de Nacional, les Forastero sauvages de Guyane et un pool plus large constitué des Forastero amazoniens et de l'Orénoque, même si ce pool comprend des populations qui se différencient les unes des autres selon leur origine géographique. Cette structuration diffère de la classification habituelle en trois groupes : Forastero, Criollo et Trinitario.