פרשת ילדי תימן היא פרשת היעלמותם בין שנים 1948 ל-1954 של פעוטות בני עולים חדשים, כשני שלישים מהם מיהדות תימן, אשר ברוב המקרים הילדים אושפזו במחנות עולים, במעברות או בבתי חולים. להוריהם נאמר כי הם נפטרו ונקברו, אולם רבים מן ההורים פקפקו בכך, וטענו כי הילדים נלקחו מהם לאימוץ ללא ידיעתם והסכמתם. בשנת 1966 היה עמי חובב אחד הפעילים הראשונים של הוועד הציבורי לגילוי ילדי תימן הנעדרים. בעקבות הלחץ הציבורי החליטה ממשלת ישראל על הקמת מספר ועדות חקירה. הוועדה הראשונה שהוקמה בשנת 1967, הייתה בראשות יוסף בהלול, פרקליט מחוז חיפה והצפון, ורב־פקד ראובן מינקובסקי מהמטה הארצי של משטרת ישראל. עמי חובב, שהיה אז חוקר פרטי, נתמנה לחבר בוועדה. לאחר ביקורות קשות על תפקוד ועדה זו, הוקמה בשנת 1988 ועדת שלגי, בראשות השופטמשה שלגי, שגם היא ספגה ביקורת ציבורית קשה. ב-1995 הוקמה ועדת חקירה ממלכתית בראשות השופט יהודה כהן, שבהמשך הוחלף על ידי השופט יעקב קדמי. עמי חובב נתמנה להיות חוקר רשמי מטעם הוועדה. הוועדה פרסמה את מסקנותיה ב-2001. כל הוועדות קבעו כי רובם המכריע של הילדים אכן נפטרו. נגד הוועדות נטען שהן אימצו בקלות רבה מדי מסמכים ועדויות על פטירת הילדים. עמי חובב התייצב להגן על ממצאי הוועדות. בריאיון לעיתון "הארץ" שנתן בשנת 2004, שנשא את הכותרת "לא מצאתי קשר, לא מצאתי אפילו עדות אחת לחטיפה", אישר עמי חובב שעשרות מילדי תימן, אולי מאות, הועברו למוסדות שונים למטרת אימוץ - ממצא ששתי הוועדות לא הכלילו, לדבריו, בדו"חותיהן.