ערוץ אולדובאי (אנגלית Olduvai Gorge, או במבטא המקורי ערוץ אולדופאי, שם של צמח מקומי בשפת שבט המסאי) הוא נקיק במישורי הסרנגטי בתחום אזור השימור נגורונגורו שבטנזניה, באזור השבר הסורי אפריקני, שאורכו כ-48 ק"מ. באולדובאי התגלו מאובנים רבים, מהם מפורסמים בעיקר מאובני הומינידים מהאבולוציה של האדם במספר כה מרשים, עד כי בשנות השישים והשבעים המקום זכה לכינוי הפופולרי "ערש האנושות".
ערכו המדעי של האתר אובחן לראשונה בתחילת המאה ה-20 על ידי האנטומולוג (חוקר חרקים) הגרמני וילהלם קאטווינקל, אשר בעת מרדף אחר פרפר נפל מעבר למדף הסלע. כשחזר לחושיו גילה שהוא נמצא בנקיק עם שכבות חשופות מלאות במאובנים ובעצמות. לואי ומרי ליקי היו הראשונים לחפור באתר, החל משנת 1931, והמשלחות שלהם אחראיות למרבית המאובנים החשובים. בשנות השישים הממצאים שלהם זכו לפרסום רב והיו הראשונים לבסס את המעמד המרכזי שיש כיום למזרח אפריקה כאזור שבו התפתחה האנושות, מעמד שחוזק אחרי כן בעקבות ממצאים מקניה ואתיופיה. גם דונלד ג'והנסון וטים וייט חפרו באולדובאי בשנות השמונים, בתקופה שבה אתיופיה הייתה סגורה בפניהם מסיבות פוליטיות, וגילו מספר ממצאים ראויים לציון. הגאולוגיה של אולדובאי נחקרה בפירוט על ידי ריצ'רד האי מ-1961 ועד 2002. כיום נמצא במקום מוזיאון ערוץ אולדובאי המציג חלק מהממצאים.
לפני מיליוני שנים שכן האתר תחת אגם גדול שחופיו התכסו בהדרגה בשכבה על שכבה של אפר געשי ממספר הרי געש שהיו פעילים באותו זמן, הגדול שבהם הר נגורונגורו. במהלך תקופה זו התכסו באפר שלדי בעלי חיים והומינידים. לפני כחצי מיליון שנה התייבש האגם ופעילות סייסמית הטתה את מהלכו של פלג מקומי, אשר החל לחתור בתוך המשקעים ובסופו של דבר חשף שבע שכבות עיקריות בקירות הערוץ, עם העצמות המאובנות בתוכן. הסטרטיגרפיה עמוקה באופן יוצא דופן, ואת גילן של שכבות האפר הגעשי ניתן לקבוע באמצעות תיארוך רדיומטרי, בעיקר בשיטת אשלגן-ארגון וכן בשיטת ארגון-ארגון. סלעי המשקע התחתונים ביותר הם בני קצת יותר משני מיליון שנה.
באולדובאי נמצאו בעיקר שרידים של שניים מהמינים הקדומים ביותר של הסוג אדם – הומו הביליס והומו ארקטוס – והמין פרנתרופוס בויזיאי. הסימון הקטלוגי הניתן למאובני הומינידים המתגלים באולדובאי מורכב מן האותיות OH בתוספת מספר סידורי. בין המפורסמים שבהם ניתן למנות את:
כל המאובנים האלו נמצאו בשכבות התחתונות של הערוץ ומתוארכים בשיטות רדיומטריות לגיל של קצת פחות משני מיליון שנה. ממצאים חשובים נוספים התגלו בסביבתו של הערוץ. המפורסם שבהם הוא שביל העקבות באתר לייטולי, כ- 45 ק"מ דרומה לאולדובאי על גדת אגם אייסי. במקום זה נמצאו טביעות רגל מאובנות באפר געשי של בעלי חיים רבים וכן של הומינידים, כנראה מהמין אוסטרלופיתקוס אפרנסיס, המעידים על הליכה בקומה זקופה.
בנוסף על מאובני ההומינידים התגלו באולדובאי גם כלי אבן שסותתו על ידם. הקדומים שבהם בני כ-1.8 מיליון שנה ושייכים לתרבות העתיקה ביותר של כלי אבן הקרויה תרבות אולדובאית על שם האתר. חלקם התגלו ביחד עם שברים רבים של עצמות בעלי-חיים, כולל עצמות פילים נכחדים, ועל פי המחקר שימשו את ההומינידים (הביליס או הומו ארגסטר) לשחיטת בעלי-חיים אלו. כלי אבן מעט פחות עתיקים, שגילם בין 1.75 ל-1.2 מיליון שנה, הם בעיקר גרזני יד ושאר כלים השייכים לתרבות האשלית.
