Toumaï est le surnom d'un crâne fossile, quasiment complet de primate, découvert par le tchadien Ahounta Djimdoumalbaye le 19 juillet 2001, dans le désert du Djourab au Nord Tchad sur le site TM266. Ce nouvel hominidé est le plus ancien représentant connu de la lignée humaine. Il a conduit à la définition d'une nouvelle espèce, Sahelanthropus tchadensis, probablement très proche de la divergence chimpanzés hominines (les hominines constituent la lignée des hominidés à laquelle appartient le genre humain et des espèces disparues, comme les australopithèques). L'âge du terrain qui a livré le fossile a pu être déterminé grâce à la méthode du béryllium 10 / béryllium 9, une méthode de datation absolue qui a donné un âge compris entre 6,8 et 7,2 millions d'années. Le papa scientifique de Toumaï est le français, Michel Brunet. Ce paléontologue avait déjà découvert en 1995 la mâchoire d'Abel, premier australopithèque mis au jour en Afrique de l'Ouest. Toumaï mesurait environ 1 mètre et pesait près de 35 kg. Toumaï serait un mâle.
C'est son fort bourrelet supra-orbitaire qui plaide pour cette affirmation, mais Brigitte Senut, paléontologue spécialiste des hominoïdes et hominines miocènes et pliocènes, note que « le bourrelet supra-orbitaire n'est pas un caractère classique de dimorphisme sexuel ».
Toumaï vivait dans les forêts au voisinage d'un lac ou à proximité d'une rivière. « Selon les arbres fossiles, les restes d’animaux et les traces d’eau dans le désert le plus chaud d’Afrique, Tumaï, il y a 6 millions d’années, vivait dans un véritable jardin (Fleuves, arbres, éléphants, oiseaux). Le cœur de l’Afrique, qui est aujourd’hui un désert aride, est le berceau de l’humanité. » Alain de Beauvilain, "Tumaï, l’aventure humaine". Toumaï signifie « espoir de vie » en langue gorane ou Toubou. Ce nom a été choisi par le Président de la République du Tchad.
Sur une dizaine de kilomètres séparant les sites de KT 12 et KT 40, tous au pied d'un ancien cordon lacustre, sur des terrains de même âge ont été successivement mis au jour :
- janvier 1995 par Mamelbaye Tomalta, chauffeur à la Direction des Recherches Géologiques et Minières, une mandibule remarquablement conservée d'un australopithèque surnommé Abel, qui conduira à la définition de l'espèce Australopithecus bahrelghazali.
- janvier 1996 sur ce même site, KT 12, Alain Beauvilain découvre une prémolaire supérieure appartenant à un second individu de la même espèce et sur le site de KT 13, Mahamat Kasser, ingénieur géologue au Projet Minier, met à jour un fragment de maxillaire d'un troisième individu.
- juillet 2000, Fanoné Gongdibé, ingénieur à la Direction des Mines et de la Géologie, détaché au CNAR, sur le site KT 40, découvre la mandibule d'un autre hominidé.
- juillet 2001, un crâne, qui présente une déformation est découvert par Ahounta Djimdoumalbaye. Ce crâne est surnommé Toumaï.
- 2002, quatre mandibules partielles ou fragmentaires dont deux publiées en 2002 et deux publiées en 2005.
- 2002 et 2005, quatre dents isolées dont 3 publiées en 2002 et une en 2005.
Sahelanthropus tchadensis présente une série de caractères ancestraux comme une petite capacité crânienne, un os basioccipital en forme de triangle tronqué et la partie pétreuse de l’os temporal orientée à 60° par rapport à la ligne parallèle au plan frontal.
Cette mosaïque de caractères dérivés et primitifs indique pour les auteurs que Sahelanthropus tchadensis occupe une position phylogénétique d’hominine strict, proche de la divergence homme-chimpanzé.
Le rattachement de Toumaï à la branche des hominines ne fait aucun doute, pour l'équipe franco-tchadienne qui l'a découvert, ainsi que pour une partie de la communauté scientifique.