Teorija katastrofe Toba je ideja, da je populacijsko ozko grlo v preteklosti človeštva, ki izhaja iz genske analize, povzročil izbruh supervulkana pred 75,000 leti na jezeru Toba, ki je zdaj Indonezija. Teorijo katastrofe Toba je leta 1998 prvič predlagal Stanley H. Ambrose z Univerze Illinois v Urbana-Champaignu. Glede na analizo genov je človeška genetska raznolikost v primerjavi s podobnimi vrstami pravzaprav precej nizka in vsi ljudje, ki danes živijo, izvirajo iz populacije 1,000 – 10,000 gnezdečih parov, ki so živeli 50,000 – 150,000 let pred sedanjostjo. To se imenuje ozko grlo prebivalstva.
Teorijo o katastrofi Toba podpirajo geološki dokazi (ledena jedra z Grenlandije), ki kažejo na bistveno spremembo globalnega podnebja v tem času. Genska analiza človeških lasnih uši celo podpira to idejo. Anekdotski dokazi iz leta 1816, tako imenovano »leto brez zime«, ki ga je povzročil kolosalni izbruh gore Tambora, tudi v Indoneziji, kažejo, da človeška populacija med vulkanskimi zimami utrpi ogromne žrtve. Izbruh gore Toba je sprostil približno 2800 kubičnih kilometrov (670 kubičnih milj) piroklastičnega materiala, kar je 8 na indeksu vulkanske eksplozivnosti (“mega-kolosalno”), kar je približno 30-krat večje od največjega vulkanskega izbruha v zadnjih dveh tisoč let.
Po besedah dr. Ambroseja je temperatura po vsem svetu padla za približno 5 °C (11 °F) takoj po izbruhu. Razlog za to je bil prah visoko v ozračju, ki je zakril Sonce, učinek pa bi trajal šest let. Ambrose nadalje trdi, da je bila eksplozija gore Toba vzrok za konec zadnjega medledenega obdobja – ki se je, morda ne po naključju, končalo približno v istem času kot izbruh. Najmočnejše znižanje temperature bi se zgodilo prvih tisoč let po izbruhu, ko naj bi nastalo ozko grlo. Sledilo je devetnajst tisoč letno ledeniško obdobje, Würmska poledenitev.
Teorija katastrofe Toba pojasnjuje tudi veliko očitno variacijo človeških bitij kljub naši relativno nizki genetski raznovrstnosti. Ambrose verjame, da so ljudje preživeli ozko grlo v več izoliranih žepih, ki se ne križajo. Tropski refugij v Afriki bi bil nekaj krajev, kjer so ljudje preživeli. Skupno število gnezdečih parov na Zemlji ne bi nikoli preseglo 10,000 v tisočletnem obdobju. Po 1000 letih bi nenehne migracije hitro spet pripeljale v stik plemenske populacije in jim preprečile, da bi se preusmerile v različne vrste.
Znanstvena skupnost je teorijo o katastrofi Toba obravnavala z mešanim odzivom. Na splošno se zdi, kot da se dokazi kopičijo na njeni strani. Ker bi tako majhne populacije za seboj pustile omejene artefakte, so naše edino upanje za več znanja genetske in klimaktične študije.