Ledarna för 51 av de 55 medlemsländerna lade sin röst på tchadiern under ett videotoppmöte på lördagen.
Han hade inga motkandidater.
Den tidigare premiärministern Moussa Faki Mahamat kommer nu att leda organisationen i ytterligare fyra år.
Vice ordförande i AU blir Monique Nsanzabaganwa, sedan tidigare vice direktör i Rwandas centralbank.