حوض توركانا هو حوض داخلي كبير يقع في شرق إفريقيا، ويمتد بشكل رئيسي في شمال غرب كينيا وجنوب إثيوبيا، مع أجزاء أصغر في شرق أوغندا وجنوب شرق جنوب السودان. يشكل هذا الحوض نظام تصريف مغلقاً لا يوجد له مخرج، ويتركز حول نظام الصدع الغريغوري المتجه شمالاً-جنوباً في كينيا وجنوب إثيوبيا. أعمق نقطة في الحوض هي بحيرة توركانا، وهي بحيرة داخلية قلوية شديدة الملوحة، وتتميز بإنتاجية بيئية عالية جداً داخل الصدع الغريغوري.
يشير تعريف أضيق لمصطلح حوض توركانا إلى بحيرة توركانا والمنطقة المحيطة بها ضمن حدود الصدع الغريغوري في كينيا وإثيوبيا، بما في ذلك وادي نهر أومو السفلي في إثيوبيا. يمثل الحوض بهذا التعريف الأضيق موقع هبوط جيولوجي يحتوي على أحد أكثر السجلات الأحفورية استمرارية وتحكماً زمنياً دقيقاً من العصر البليوسيني والبليستوسين، مع وجود بعض الحفريات التي يعود عمرها إلى العصر الطباشيري. من بين المواقع الحفرية الحرجة في الحوض: لوتاغام، خليج أليا، وكوبي فورا.