جزيرة كارلسن (النرويجية: Carlsenøya) هي إحدى جزر رونبيك في أرخبيل سفالبارد. تقع جنوب شرق مضيق هينلوبن وشمال شرق رأس ويبرشت في سبيتسبيرجن. الجزيرة عبارة عن جرف بازلتي منخفض، ويبلغ ارتفاع أعلى نقطة فيها 10 متر (33 ft) تقع الجزيرة على فوق مستوى سطح البحر. أقرب الجزر المجاورة هي جزيرة كفالي التي تبعد حوالي 350 متر (1,150 ft) إلى الغرب وجزيرة نيدريفاج على بعد حوالي 2.4 كيلومتر (1.5 mi). كما تقع بعض الجزر الصغيرة في الشمال والشرق. وتتكون الحياة البرية من الدببة القطبية غالبا.
سُميت الجزيرة على اسم إيلينغ كارلسن (1819-1900)، وهو قبطان نرويجي وصياد فقمات.