El río Omolóy (del ruso: Омолой) es un importante río de Rusia que discurre por la parte septentrional de Siberia y que desemboca en el mar de Láptev, al este del río Lena.
Discurre en dirección norte en una zona de media montaña, paralelo por el oeste al río Bytantay (un afluente del río Yana), para luego adentrarse en una región muy llana de tundra hasta su boca, situada en la costa oriental del golfo de Buor-Jaya.
El río Omolóy congela en octubre y se mantiene helado hasta finales de mayo o principios de junio.
El río discurre por una zona muy poca habitada, siendo Namy el principal asentamiento en su curso, localizado cerca de la confluencia con el Ulachán-Baky.
El bisonte estepario de Beringia, ahora extinto, solía tener su hábitat en la cuenca del río Omolóy.