Han är för närvarande chef för universitetet i Torontos Munk School of Global Affairs.
Den kanadensiska akademikern, med expertis inom internationell rätt, var doktorand vid Cambridge på 1980-talet.
Prof Toope tar över i oktober 2017 när den nuvarande rektorn, Sir Leszek Borysiewicz, kliver ner.
Den nya chefen för Cambridge, vars utnämning måste godkännas av universitetets styrande organ, är en före detta rektor för University of British Columbia.
Hans akademiska arbete har specialiserat sig på mänskliga rättigheter och internationell tvistlösning, och han har arbetat för FN:s arbetsgrupp för påtvingade eller ofrivilliga försvinnanden.
Prof Toope kommer att vara den 346:e personen att inneha kontoret, i en roll som går tillbaka till 1412.
Han sade: " Det gläder mig att få återvända till detta stora universitet.
"Jag ser fram emot att arbeta med personal och studenter i strävan efter akademisk excellens och ett enormt internationellt engagemang."
Stephen Toope har valts till näste rektor för universitetet i Cambridge.