Рек на острове довольно много, но большинство их бывает многоводно лишь весной, во время таяния снега. Летом реки сильно мелеют, а к осени превращаются в жалкие ручейки. Исключение составляют лишь наиболее крупные реки — Мамонтовая и Клер; название «ручьи» к ним не подошло бы даже осенью. Озера здесь невелики по площади, мелки и сосредоточены главным образом в тундре Академии. Островные побережья большую часть года скованы ледяным панцирем и окружены хаотическими нагромождениями торосов.

Льды обычно отходят от берегов в конце июля — в августе, но в сентябре — октябре они вновь смыкаются. Впрочем, бывают годы, когда море у острова вовсе не вскрывается. Интересно геологическое прошлое острова Врангеля. Еще в четвертичное время он был частью Берингии — обширной суши, некогда соединявшей Азию с Америкой, и выглядел иначе, чем теперь. По мнению геологов, это была слабо всхолмленная равнина с группой невысоких гор в центре и несколькими широкими речными долинами. Около пятидесяти тысяч лет назад море отделило остров от материка. Впоследствии здесь происходили подъемы и разломы земной коры, остров подвергался выветриванию, воздействию морских вод и прибрежных льдов, неоднократно испытывал оледенения, хотя ледники здесь и не достигали больших размеров и не покрывали всей его поверхности.

Большинство исследователей считает Берингию центром формирования арктической фауны и флоры. Правда, о населявшем ее животном мире теперь напоминают лишь остатки костей мамонтов и северных оленей, вымываемые из берегов островными реками. Зато растительность острова очень своеобразна, богата видами и характеризуется большой древностью. В самом деле, только трав, кустарников и кустарничков здесь обнаружено сто шестьдесят видов, в то время как на Новосибирских островах их насчитывается семьдесят шесть, на островах Северной Земли — сорок шесть, на Новой Земле — семьдесят, а на архипелаге Земли Франца-Иосифа — всего тридцать шесть. Флора острова содержит много реликтов. Исконная арктическая растительность на этом «осколке» Берингии, следовательно, не была уничтожена ледниками, и в то же время море препятствовало проникновению сюда с юга потока позднейших мигрантов.