Les cadres temporel, géographique et environnemental associés à l'émergence et l'évolution des premiers homininés en Afrique du Sud pendant le Plio-Pléistocène constituent des éléments clés dans la compréhension de l'histoire de la lignée humaine. Les cercopithécoïdes, relativement abondants dans les dépôts fossilifères du Néogène africain et quasi systématiquement associés aux restes d'homininés, représentent des marqueurs biochronologiques et des indicateurs écologiques sensibles. Toutefois, en se basant seulement sur les critères morphologiques traditionnels, la systématique du registre cercopithécoïde fossile reste encore incertaine. Afin de mieux caractériser leur paléobiodiversité, nous avons détaillé par des techniques d'imagerie à haute résolution les restes crânio-dentaires de 91 spécimens cercopithécoïdes provenant des sites de Makapansgat, Taung, Sterkfontein, Kromdraai et Swartkrans. En particulier, nous avons mesuré et comparé les variations dans l'organisation endostructurale dentaire, la conformation du labyrinthe osseux et l'architecture endocrânienne à travers l'application de méthodes statistiques et de modélisation virtuelle (e.g., morphométrie géométrique, modèles déformables). À titre comparatif, nous avons également intégré dans nos analyses un échantillon de 80 spécimens cercopithécoïdes actuels. En plus de l'identification de caractères nouveaux et pertinents pour la diagnose des taxons fossiles, nos résultats mettent en évidence des biomarqueurs utiles pour la reconstruction des contextes paléoenvironnementaux et biochronologiques, notamment en ce qui concerne la morphologie de la jonction émail-dentine et l'architecture néocorticale. L'estimation de la paléobiodiversité révèle un certain degré d'homogénéité morphologique pour quelques taxons papionines qui plaide en faveur d'une réduction du nombre d'espèces effectivement présentes dans les gisements fossilifères sud-africains. / The temporal, geographical and environmental frameworks of the early hominin emergence and evolution in South Africa during the Plio-Pleistocene are key elements for the understanding of the human lineage history. The cercopithecoids, relatively abundant in the African Neogene fossiliferous deposits and almost invariably associated with hominin remains, represent sensitive biochronological markers and ecological indicators. However, based on traditional morphological criteria only, the systematics of the cercopithecoid fossil record remains uncertain. In order to better characterize their paleobiodiversity, by means of high-resolution imaging techniques we have detailed 91 South African cercopithecoid craniodental specimens from the sites of Makapansgat, Taung, Sterkfontein, Kromdraai and Swartkrans. More specifically, we measured and compared the variation in dental endostructural organization, bony labyrinth conformation and endocranial architecture through the application of statistical and virtual modeling methods (e.g., geometric morphometrics, deformation-based models). For comparative purposes, we also integrated in our analyses a sample consisting of 80 extant cercopithecoid specimens. Besides the identification of some new characters suitable for the diagnosis of fossil taxa, our results reveal biomarkers useful for the reconstruction of paleoenvironmental and biochronological contexts, notably based on the enamel-dentine junction morphology and the neocortical architecture. The paleobiodiversity assessment highlights a certain degree of morphological homogeneity for some of the papionin taxa and suggests a reduction of the number of species actually present in the South African fossiliferous deposits.