Le bonobo a été décrit pour la première fois comme sous-espèce ("Pan satyrus paniscus") par l'anatomiste et zoologiste berlinois Ernst Schwarz (1889-1962) en 1929, grâce à une série de crânes conservés au Musée Royal du Congo belge (actuellement Musée royal de l'Afrique centrale), à Tervuren (Belgique). La parution officielle est une description scientifique publiée en allemand : « Das Vorkommen des Schimpansen auf den linken Kongo-Ufer », qui ne compte qu’une quarantaine de lignes, dans la "Revue de Zoologie et de Botanique Africaine" du 1er avril 1929. Elle fournit les mesures d’un seul spécimen. Après la publication de Schwarz, l’Américain Harold Jefferson Coolidge (1904-1985) réalise des études dans les collections de différents musées, ainsi que la dissection complète d’un spécimen (Am.Mus.Nat.Hist. #86857). À l’issue de ce travail minutieux, il publie en 1933 un article de cinquante-sept pages, dans lequel il préconise d'envisager le "chimpanzé pygmée" comme une espèce à part entière ("Pan paniscus").
L'espèce est aujourd'hui menacée de disparition à brève échéance à cause de la dégradation de son habitat naturel (déforestation). Depuis la guerre civile de 1996 au Congo, les bonobos sont, en outre, victimes de braconnage de la part des populations locales. Selon le centre Lola ya bonobo de Claudine André à Kinshasa, il resterait aujourd'hui 10 000 bonobos, même si les estimations sont difficiles à établir.
En 2006, leur population est estimée à 15000.
Pour aider à sauver ce primate singulier et menacé, qui vit exclusivement dans les forêts pluviales de la République démocratique du Congo, le gouvernement congolais et l'Initiative de conservation du Bonobo, basée aux États-Unis, ont créé un vaste sanctuaire. La réserve naturelle de Sankuru, avec ses 30 570 km², abrite sans doute plusieurs milliers d'individus, sur une population estimée à 50 000 (les chiffres sont imprécis, une décennie de guerre civile ayant empêché les chercheurs d'accéder à la zone). Afin que cette réserve joue pleinement son rôle, les communautés locales se sont engagées à ne plus chasser les bonobos pour consommer leur viande - c'est la principale menace qui pèse sur l'espèce -, en échange d'une aide au développement. Sankuru constitue le premier maillon d'un futur réseau de réserves baptisé « Forêt de la paix des bonobos ».
Les méthodes phylogénétiques ont permis d'établir que le bonobo et le chimpanzé commun sont, tout autant l'un que l'autre, les primates les plus proches de l'homme, nos génotypes étant semblables à près de 99 %. Les ancêtres de l'homme et des chimpanzés auraient divergé il y a environ 6 millions d'années, le bonobo et le chimpanzé commun il y a environ 2 millions d'années. L'homme est également plus proche des deux espèces de chimpanzé que ne l'est tout autre primate, comme le gorille dont la divergence remonte à environ 8 millions d'années. Notamment à cause de cette ressemblance extrême, certains auteurs, minoritaires, proposent même de classer chimpanzés et bonobos dans le genre Homo (cf. Wildman et al., 2003), qu'ils appellent ainsi respectivement Homo troglodytes et Homo paniscus.
Ils ont une séquence génétique liée à la faculté de comportement social, comme les hommes et à la différence des chimpanzés.