Según la enciclopedia que tengo en casa, cacao se refiere a la planta o a la semilla; estas semillas, al fermentarse, cambian de color y despiden el típico olor del chocolate.
Chocolate es la pasta comestible formada por cacao y azúcar molidos.
Y por último, cocoa... ¡no aparece en la enciclopedia! No es una palabra en español, sino en inglés, y se traduce como cacao (si es en polvo) o chocolate (si es una bebida).

Fuentes:
• Gran diccionario enciclopédico ilustrado (Selecciones del Reader's Digest)
• Larousse