Middendorffbukta (russisk Залив Миддендорфа, Zaliv Middendorfa) er ei bukt på Tajmyrhalvøya i Russland. Ho ligg sørvest for Nordenskiöldøyane i Karahavet og er open mot vest. Bukta grensar til Zarajahalvøya i aust, kalla opp etter skipet til baron Eduard von Toll. På nordsida av bukta er det ei anna mindre bukt kalla Kolomeitsevabukta, kalla opp etter kaptein Nikolaj Kolomeitsev, som var kommandør på «Zaraja».
Klimaet i området er hardt med lange og bitre vintrar og mange stormar. Bukta er islagd ni månader av året og sjølv på sommaren er ikkje bukta fri for isflak.
Bukta vart utforska av den russiske geologen baron Eduard von Toll på den siste reisa hans under den russiske arktiske ekspedisjonen i 1900-1903. Ho er kalla opp etter Alexander Theodor von Middendorff, ein russisk zoolog, historikar og utforskar med baltisk-tysk opphav.
