Legolas, uppkallad efter en alv i Sagan om Ringarna, hjälpte forskare att förstå hur djuren jagar tillsammans.
Kroppen hittades bredvid en motorväg tillsammans med en hagelpatron, i vad Cheetah Conservation Botswana kallade en "onödig och oprovocerad attack".
Döden utreds som tjuvjakt.
Det kommer efter en annan berömd stor katt, Cecil Lejonet, dödades i Zimbabwe av en amerikansk tandläkare, vilket väcker världsomspännande fördömande.
Legolas utgjorde inte någon fara för boskapen, eftersom det inte fanns några nötkreatur i området, vilket tyder på att djuret i stället hade skjutits i en opportunistisk attack, sade CCB.
Gruppen sade att den sympatiserade med jordbrukare som har problem med rovdjur, men beskrev dödandet som "behövligt och hjärtskärande".
Vid en vikt av 68,5 kg var Legolas en av de största geparder som någonsin fångats.
Han och två av de tre andra geparder han jagade med var utrustade med kragar som CCB sade hade "revolutionerat" studien av djurens gemensamma jakttekniker, som fram till dess hade förblivit i stort sett okända.
Dödandet av Legolas innebär att tre av de sju geparder med kragar för forskningsprojektet har skjutits.
Den uppskattade populationen på 10.000 vilda geparder i Afrika i dag klassificeras som "sårbar" i IUCN:s röda lista över hotade arter.
En Botswanask gepard kallad Legolas, som studerades av forskare, har dödats, sade naturvårdare.