El neptunio fue el primer elemento transuránico sintetizado. En la naturaleza aparece solo como producto traza de activación neutrónica en los minerales de uranio; industrialmente se separa principalmente como subproducto de la irradiación en reactor del combustible de uranio. Su isótopo más estable, el neptunio-237, tiene un periodo de semidesintegración de unos 2,14 millones de años. Es intensamente radiactivo y no tiene ningún uso práctico a escala de consumo o industrial. Hoy en día el neptunio se estudia principalmente en la investigación sobre reprocesamiento del combustible nuclear y eliminación de residuos radiactivos, donde es el actínido menor representativo de larga vida usado para evaluar el riesgo radiológico a largo plazo de los residuos de alta actividad; también existen investigaciones limitadas sobre la posibilidad de utilizar el neptunio-238 como fuente de calor radioisotópica espacial.
Los compuestos del neptunio, como el dióxido de neptunio (NpO2) y el hexafluoruro de neptunio (NpF6), se preparan solo en cantidades traza en laboratorios de reprocesamiento de combustible nuclear y radioquímicos, donde se emplean en esquemas de separación de actínidos y estudios de propiedades termodinámicas; no entran en productos de consumo.
