De Olduvai kloof is een steil ravijn in de Grote Riftvallei die zich door Oost-Afrika uitstrekt. Het ligt in de oostelijke Serengeti vlakte in het noorden van Tanzania.

De kloof is ongeveer 48 km lang. Hij ligt op 45 km van de archeologische vindplaats Laetoli. De kloof is een zeer belangrijke prehistorische plaats voor de studie van de menselijke evolutie. Het was ooit een meer, dat bedekt werd door lagen vulkanische as.

Deze vindplaats werd ongeveer 1,9 miljoen jaar geleden bewoond door Homo habilis, 1,8 miljoen jaar geleden door Paranthropus boisei en 1,2 miljoen jaar geleden door Homo erectus. Homo sapiens bewoonde de site 17.000 jaar geleden.

De naam is een spelfout van Oldupai Gorge, die in 2005 als officiële naam werd aangenomen. Oldupai is het Maasai-woord voor de wilde sisalplant Sansevieria ehrenbergii, die in de kloof groeit.