El protactinio es uno de los elementos más raros de la serie de los actínidos. Se presenta de forma natural en los minerales de uranio, pero una tonelada de pechblenda contiene solo unos 0,1 miligramos de protactinio-231; aunque su isótopo más estable, el protactinio-231, tiene un periodo de semidesintegración de unos 32 700 años, nunca se ha enriquecido hasta una concentración industrialmente utilizable. Debido a que es extremadamente escaso, altamente radiactivo y químicamente complejo, el protactinio no tiene uso práctico. Hoy en día sirve únicamente como objeto de investigación en física nuclear y química de los actínidos, estudiado principalmente para comprender el comportamiento de enlace de los actínidos y sus propiedades nucleares.
Los compuestos del protactinio, como el óxido de protactinio(V) (Pa2O5) y el cloruro de protactinio(V) (PaCl5), se obtienen solo mediante separación a escala traza a partir de blancos irradiados y residuos de mineral de uranio en el laboratorio. Se utilizan para investigación química y nunca han formado parte de ningún producto de consumo o industrial.
