Vengsøya er en øy i Tromsø kommune i Troms fylke, som ligger ut mot havet, nordøst for Kvaløya. Øya er 18 kvadratkilometer stor og har i underkant av 100 innbyggere. Bosetningen finnes hovedsakelig øst og sør på øya. Det drives fiske og noe jordbruk på øya.
Vengsøya er berglendt, med en sammenhengende fjellrekke fra nordvest til sørøst, og høyeste fjell er Vengsøytinden med 764 meter over havet i vestre del av denne rekken. En merket tur, «Vengsøytraversen», følger i store trekk toppen av fjellrekken.
Vengsøya har god havn ved Sandnes øst på øya. Det er fergeforbindelse herfra til Bellvika på Kvaløya, likeledes til enkelte av de andre øyene vest for Kvaløya.