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La teoría establece que la evolución humana fue afectada por un reciente acontecimiento de tipo volcánico. Fue propuesta en 1998 por Stanley H. Ambrose, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Este acontecimiento habría reducido la población mundial a 10.000 o incluso unas 1.000 parejas reproductoras.
El conocimiento sobre la prehistoria humana es en gran medida teórico, pero está basado en las evidencias obtenidas de fósiles, la arqueología y las evidencias genéticas.
En los últimos tres a seis millones de años, tras la separación de los linajes de humanos y simios del tronco común de homínidos, la línea humana se ramificó en varias especies. La teoría catastrófica de Toba establece que una inmensa erupción volcánica cambió el curso de la historia al producir la casi extinción de la población humana (este tipo de acontecimientos se denominan «cuello de botella de población»). Hace entre 70.000 y 75.000 años, el supervolcán del lago Toba, en el norte de la isla indonesia de Sumatra, explotó como una caldera con una fuerza 3000 veces superior a la erupción del monte Santa Helena, y dejó como rastro el actual lago Toba, el lago volcánico más grande del mundo, de 100 km × 30 km y 505 m de profundidad. Se han encontrado restos directos de esta explosión hasta en lugares alejados varios miles de kilómetros, como el sur de la India.
Según Ambrose, esto produjo una caída de la media de las temperaturas de unos 3 a 3,5 °C, con un invierno volcánico global que pudo durar entre seis y siete años. En las regiones templadas produjo una disminución de las temperaturas globales de 15 °C de promedio, lo que representa un cambio drástico en el ambiente, que debió producir múltiples cuellos de botella de población en varias especies homo que debían existir en la época, incluyendo la nuestra e incluso llevando a la extinción a muchas de ellas
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