נופו של וראנגל הררי ושרשראות ההרים הגבוהות בו מרוכזות בחלקו הדרומי ונמתחות לרוחבו, ממזרח למערב. קבוצת הפסגות המרכזית מגיעה לגבהים של מעל ל-1,000 מטר, וההר הגבוה באי הוא הר סובייטסקאיה הנישא לרום של 1,096 מטר. בצידם המערבי והמזרחי של ההרים משרעות רמות נמוכות יותר, ואילו בצידו הצפוני, ובמידה פחותה ממנו - גם בדרומי, משתרעים מישורי טונדרה. האי לא כוסה בקרחונים במהלך תקופת הקרח האחרונה, עובדה ששמרה על נופו כפי שהתעצב כתוצאה מתהליכים גאולוגיים. דבר זה הופך את האי ליוצא דופן בנוף הארקטי. האדמה מכוסה בקרח-עד, ושטחו של האי משלב נופי ערבה וטונדרה. ברחבי האי 1,400 נהרות ונחלים שאורכם מעל לקילומטר אחד, וכ-900 אגמים רדודים ששטחם הכולל הוא כ-80 קמ"ר, והם מרוכזים בעיקר בצפונו של האי. מימי הים המקיף את האי מצטיינים במליחות נמוכה וברמה גבוהה של חמצן, דבר התורם לעושר הביולוגי בהם.
אקלים
האי מושפע מגושי אוויר פסיפיים וארקטיים, דבר המביא לרוחות חזקות הנושבות בו ולתופעה של מערבולות רוח דמויות ציקלון. עוד שוררים באי תנאי ערפל לעיתים מזומנות. תנאי מזג האוויר על האי משתנים ממקום למקום באופן קיצוני, ומרכזו ודרומו חמים מצפונו, אך תחנת המדידה המטאורולוגית היחידה נמצאת בכפר אושקובסקויה. משך כל השנה אין טמפרטורות המינימום הממוצעות עולות מעל 1°C ובשיא החורף הן מתקרבות ל--30°C. טמפרטורות המקסימום הממוצעות עולות מעל לנקודת הקפיאה אך ורק בין החודשים יוני וספטמבר, וגם אז הן אינן חורגות מ-6°C בממוצע. כמות המשקעים מסתכמת ב-179 מ"מ לשנה.
בשנים האחרונות תועדו באי אירועי מזג אוויר קיצוניים במידה רבה מבעבר, עלייה כללית של הטמפרטורות וריבוי משקעים בעונות הקיץ. כמו כן הפשרת מדף הקרח הימי באביב מתרחשת מוקדם יותר וקפיאת מי הים בסתיו מתאחרת. כל התופעות האלה עולות בקנה אחד עם שינויי האקלים שנצפו בכל האזור הארקטי. השינויים בגודלו של מדף הקרח ומשך קפיאת מי הים צפוי להשפיע על דובי קוטב וניבתנים, התלויים במדף הקרח לשם תזונה.
הנחיתה הידועה הראשונה על האי התרחשה ב-12 באוגוסט1881 כאשר הספינה האמריקאית קורווין (Corwin) הגיעה אליו, ואנשיה תבעו בעלות אמריקאית על האי. ב-1911 הגיעה קבוצה ראשונה של רוסים לאי וב-1914 שהו בו ניצוליה של הספינה הטרופה הקנדיתקרלוק (Karluk), עד שחולצו לאחר 9 חודשים. בשנת 1923אדה בלאקג'ק שרדה באי במשך מספר חודשים בעקבות בעיות במשלחת חקר האי. ב-1924 הקימה ברית המועצות על האי את היישוב אושקובסקויה והוא חווה תקופת פריחה קצרה אך ננטש בשנת 2003. ניסיון התיישבות נוסף בזביוזדני כשל גם הוא. במלחמת העולם השנייה נשלחו אל האי שבויי מלחמה גרמנים וחיילים רוסיים מכוחותיו של אנדריי ולאסוב שנלחמו לצד גרמניה הנאצית. אחד מהם שהיגר מאוחר יותר לישראל טען כי בשנת 1962 ראה במקום את ראול ולנברג[1]. עדויות נוספות על קיום מחנה שבויים באי נאספו על ידי אברהם שיפרין[2].
החי והצומח
בשל התנאים הטופוגרפיים המגוונים באי, מיקומו וההיסטוריה שלו, קיים בו מגוון ביולוגי גדול יחסית לאזור הארקטי. האי הוא שריד לגשר היבשה שכיסה את ים ברינג בתקופת הקרח של הפליסטוקן, והוא היה למקלט לבעלי חיים מתקופה זו כאשר לא קפא בתקופת הקרח האחרונה. בשל מיקומו מצויים בו בעלי חיים שמקורם הן באמריקה והן באסיה. באי נסקרו 417 מינים ותת-מינים של צמחים וסקולריים, ריכוז כפול ממה שניתן למצוא באזורי טונדרה ארקטיים בעלי שטח דומה. 23 ממינים אלה הם אנדמיים לאי. עוד כוללת הפלורה באי 331 מיני טחבים ו-310 מיני חזזיות.
האי הוא יעדם הצפוני של מינים רבים של עופות נודדים, וחיים בו מינים שונים של עופות ימיים כמו שחפים, אווזים, ברווזים ועוד. היונקים כוללים שני מיני למינג שבניגוד לקרוביהם על היבשה, אינם חווים תנודות קיצוניות באוכלוסייתם. לפי ממצאים פליאונטולוגיים חיו באי כבשי המושק ואיילי הצפון בסוף הפליסטוקן ולאחריו, אך נעלמו לאחר מכן. בשנות הארבעים של המאה ה-20 שוב הובאו איילי צפון אל האי מסיבות כלכליות ובשנות השבעים הובא אליו כבש המושק מקנדה. דבר זה הביא למרעה יתר ולהפרת האיזון הטבעי באי. עוד שוכנים באי שועלי שלג, ובעבר שכנו בו זאבים אך אלה הושמדו במצוות השלטונות, וכדי לאפשר לאיילי הצפון להתפתח במקום. עוד נמצאו באי שרידי ממותות שתוארכו לשנת 3700 לפנה"ס, ואלה השרידים המאוחרים ביותר שנתגלו עד היום בעולם כולו. היונקים ימיים במימי החופים כוללים מיני דולפינים ולווייתן אפור.
