De säger att djuren, som lever på Taimyrhalvön i Rysslands nordligaste spets, påverkas av stigande temperaturer och mänsklig aktivitet.
Detta får djuren att ändra sina årliga migrationsmönster.
Forskningen har presenterats vid Fall Meeting of the American Geophysical Union (AGU).
"Det är en kraftig nedgång - och vi ser också detta med andra vilda renar snabbt minska i andra delar av världen", säger Andrey Petrov, som driver Arktiska Centret vid University of Northern Iowa, USA.
Taimyr-hjorden är en av de mest övervakade rengrupperna i världen. Djuren har under nästan 50 år spårats med hjälp av flygundersökningar och på senare tid med hjälp av satellitbilder.
Befolkningen nådde en topp på en miljon år 2000, men den senaste forskningen tyder på att det nu bara finns 600 000 renar.
"Klimatförändring är minst en av variablerna", förklarade Prof Petrov.
"Vi vet under de senaste två decennierna att vi har haft en temperaturökning på ca 1,5 °C totalt. Och det påverkar definitivt migrationsströmmarna."
Den industriella utvecklingen ökar i regionen, vilket också förändrar djurens utbredning.
Forskarna fann att renarna på sommaren flyttade österut för att undvika mänsklig aktivitet. Men de förflyttade sig också norrut och till högre höjder.
Teamet tror att detta är att försöka komma till svalare mark och även att undvika myggor som blomstrar när regionen blir varmare och våtare.
"De bara rör sig och rör sig för att fly från dem", sade Prof Petrov.
Detta förlänger det avstånd som djuren måste migrera mellan vinter och sommar.
"De måste nu färdas mycket längre sträckor för att nå dessa områden med sina nyfödda kalvar, och det innebär att kalvdödligheten ökar."
Han tillade att floderna i området också växte i storlek, vilket gjorde dem farligare för djuren, eftersom de var tvungna att simma i stället för att gå över dem.
Dessutom blir det allt mer ont om mat på sommarmarken, särskilt när djuren flyttar till högre höjder.
Prof Petrov sa att det var viktigt att försöka stoppa nedgången.
"Reindeer är oerhört viktigt för den biologiska mångfalden - de är en del av den arktiska näringskedjan och utan dem skulle andra arter vara i fara", förklarade han.
"Men å andra sidan, i alla de områden de bor, de är avgörande för folkâ € TM s överlevnad.
"Tusentals människor och tusentals människor är beroende av vilda renar; det är grunden för deras självhushållsekonomi. Så det handlar också om mänsklig hållbarhet."
Följ Rebecca på Twitter @BBCMorelle
Världens största vilda renhjordar har minskat med 40 procent sedan 2000 och forskarna har varnat för detta.