1,3-Dimetilksantin olarak da bilinen teofilin, C₇H₈N₄O₂ moleküler formülüne sahip doğal bir alkaloiddir. Bu molekül, ksantin ailesinin bir üyesi olup kafein ve teobromin ile yakından ilişkilidir. Bu üç bileşik metilksantinler olarak bilinir. Ksantinler, pürinin pirimidin halkasına iki karbonil grubu eklenerek pirimidin dion halkası oluşturulur. Kafein, teofilin ve teobrominin biyolojik olarak önemli olmasının sebebi de budur. Çünkü yapısal olarak nükleik asitlerle ilişkilidir. Sübstitüyent olarak çoğunlukla aromatik ve heteroaromatik gruplar içeren ksantinler anti-Alzheimer, anti-Parkinson, antikanser, antiastmatik, antidiyabetik, antidepresan ve anksiyolitik, diüretik gibi çeşitli biyolojik aktivitelere sahiptir. Ayrıca bu bileşiklerin N(7)/N(9) ile C(8) konumlarından metale bağlı bileşikleri hem biyolojik hem de katalizör özellik göstermektedir.