Ostrov Vrangelja, eller Vrangeløya, er en russisk øy mellom Tsjuktsjerhavet og Øst-Sibirhavet, omkring 71° nordlig breddegrad, 180° østlig lengdegrad, med et areal 7300 km2.
De vestlige og sentrale delene av øya er fjellrike, med høyeste topp på 1096 moh., omkranset av lavlendt tundraland. Middeltemperaturen i februar ligger på omkring −25 °C, i juli omkring 3 °C. Øya er omgitt av drivis praktisk talt hele året.
Sovjetunionen annekterte øya i 1926. I de følgende årtier ble det gjort forsøk på å etablere bosetninger på øya. Den siste av disse ble forlatt i 2003. I 1976 ble store deler av øya vernet som naturreservat, og i 2004 ble Vrangeløya inntatt på UNESCOs verdensarvliste.