Heili Orav (sündinud 7. aprillil 1969 Tartus) on eesti keeleteadlane.
Lõpetas 1987. aastal Tartu 12. keskkooli, 1994. aastal Tartu Ülikooli eesti filoloogia osakonna ja 1998. aastal eesti filoloogia magistriõppe, M.A. üldkeeleteaduses (1998, TÜ), magistriväitekiri "Eesti keele direktiivverbide semantilise välja struktuur tesaurusena". Kaitses Tartu Ülikoolis 2006. aastal doktoriväitekirja "Isiksuse omaduste sõnavara semantika eesti keeles". Täiendas end 1995. a ja 1996. aastal Kopenhaageni Ärikooli korraldatud Nor-Fa suvekoolis ning kursustel Taanis ja Rootsis.
Uurimisvaldkond: omadussõnade semantika, arvutilingvistika, korpuslingvistika, eesti keele arvutianalüüs, arvutileksikonid, leksikaalne semantika. Saanud uurimistoetuse Sorosi fondilt projektile "The analysis of the semantic field of Estonian interaction verbs" (1997–1998). Osaleb rahvusvahelises projektis SENSEVAL (Word Sense Disambiguating Systems). Üle 15 teaduspublikatsiooni.