Le neptunium a été le premier élément transuranien synthétisé. Dans la nature, il n'apparaît qu'à l'état de trace comme produit d'activation neutronique dans les minerais d'uranium ; industriellement, il est séparé principalement comme sous-produit de l'irradiation en réacteur du combustible à l'uranium. Son isotope le plus stable, le neptunium 237, a une demi-vie d'environ 2,14 millions d'années. Il est intensément radioactif et n'a aucun usage pratique à l'échelle domestique ou industrielle. Aujourd'hui, le neptunium est surtout étudié dans la recherche sur le retraitement du combustible nucléaire et l'élimination des déchets radioactifs, où il constitue l'actinide mineur représentatif à longue durée de vie utilisé pour évaluer le risque radiologique à long terme des déchets de haute activité ; il existe également des recherches limitées sur la possibilité d'utiliser le neptunium 238 comme source de chaleur radio-isotopique spatiale.
Les composés du neptunium, tels que le dioxyde de neptunium (NpO2) et l'hexafluorure de neptunium (NpF6), ne sont préparés qu'à l'état de traces dans les laboratoires de retraitement du combustible nucléaire et de radiochimie, où ils sont utilisés dans les schémas de séparation des actinides et les études de propriétés thermodynamiques ; ils n'entrent pas dans les produits de consommation.
