A análise dos padrões de distribuição espacial e genético e o conhecimento anatômico de uma espécie são ferramentas muito utilizadas para entender seu comportamento ecológico, pois embasam estratégias de manejo e influenciam na estrutura populacional. O presente estudo objetivou estudar a estrutura horizontal das espécies Theobroma speciosum (cacauí) e Theobroma subincanum (cupuí) e também caracterizar a diversidade genética e a anatomia foliar de T. speciosum, registrando as diferenças estruturais observadas entre folhas de sol e folhas de sombra. A diversidade genética detectada encontra-se espacialmente estruturada dentro da população, sendo que quanto mais próximas as árvores, maior é a probabilidade de serem aparentadas. Em relação à distribuição espacial, T. speciosum apresentou padrão de distribuição agregado, enquanto T. subincanum padrão aleatório. A distribuição diamétrica de T. speciosum seguiu uma distribuição em forma de “J” invertido, comportamento esperado para um ambiente florestal com pouca pressão antrópica. Já T. subincanum não seguiu o mesmo padrão, entretanto as espécies demonstraram estar bem estabelecidas na área, com número de indivíduos significativo em todas as classes diamétricas. A constituição do mesofilo nas folhas de sol e sombra de T. speciosum variou com o ambiente. Plantas expostas a pleno sol apresentaram células mais alongadas no parênquima paliçádico, parênquima lacunoso com mais camadas e maior quantidade de tricomas nas folhas, enquanto que as folhas de sombra apresentaram células com muitos espaços intercelulares no mesofilo. Foram observadas alterações anatômicas significativas ocasionadas pelas variações da intensidade luminosa sobre as folhas, o que evidenciou grande capacidade adaptativa de T. speciosum. Assim, os resultados apontam a importância de áreas de conservação como forma instituída para salvaguardar ambientes naturais das pressões exercidas por diferentes ações antrópicas e também a necessidade de estudos na região do bioma amazônico.