모로타이섬(인도네시아어: Pulau Morotai)은 인도네시아 북말루쿠 주에 속한 섬으로, 말루쿠 제도의 할마헤라섬 북쪽에 위치한다. 인도네시아 최북단에 위치한 섬 중 하나이며, 할마헤라섬과 모로타이섬 사이에는 너비 약 10km의 모로타이 해협이 있다. 면적은 약 2,336.6km²(라오섬 포함)이며, 남북 길이 약 80km, 동서 너비 약 42km이다. 주요 도시는 섬 남부 해안에 위치한 다루바(Daruba)이다. 2023년 중반 기준 추정 인구는 약 80,566명이다.
역사적으로 15~16세기에는 테르나테 왕국의 영향권 아래에 있었다. 16세기 중반에는 포르투갈 예수회 선교사들이 진출하였으나, 1571년 이슬람 세력에 의해 추방되었다. 17세기에는 테르나테 왕국이 섬 주민들을 반복적으로 강제 이주시키며 영향력을 강화하였다.
제2차 세계 대전 당시 이 섬은 전략적 요충지였다. 1942년 초 일본군에 점령되었다가, 1944년 9월 모로타이섬 전투(Battle of Morotai)에서 미군 주도의 연합군이 탈환하여 필리핀 및 보르네오 침공의 전진 기지로 활용하였다. 전쟁이 끝난 후에도 일본군 잔류 병사인 나카무라 테루오(1974년 항복)가 이 섬에서 발견되어, 최후의 일본군 잔류 병사로 기록되었다.
1958년에는 인도네시아 내전인 페르메스타(Permesta) 반란 과정에서 반군이 이 섬을 일시 점령하기도 하였으나, 인도네시아 정부군이 곧 탈환하였다.
2008년 10월 29일, 북할마헤라 현에서 분리되어 모로타이섬 현(Regency)으로 독립하였다. 2012년부터 인도네시아 국립항공우주기관(LAPAN)이 이 섬을 우주 발사장 부지로 선정하여 개발을 추진 중이다.
경제적으로는 열대 우림에서 목재와 수지(樹脂) 생산이 이루어지며, 어업도 주요 산업이다. 기후는 열대 우림 기후(Af)로, 연중 고온다습하며 8월부터 10월까지는 상대적으로 강우량이 적고 나머지 기간에는 많은 비가 내린다.
