Le plutonium se forme naturellement au cœur d'une étoile en supernova, avec pratiquement tous les éléments lourds de l'univers. On ne le trouve pas sur Terre en raison de son instabilité. L'isotope le plus stable du plutonium naturel a une demi-vie de seulement 82 000 000 d'années et est épuisé bien avant de pouvoir être absorbé dans la formation planétaire. Cependant, les humains ont été capables de créer artificiellement du plutonium.
Le premier échantillon de plutonium humain jamais produit a été réalisé à l'Université de Californie en 1941. Des chercheurs de l'université ont bombardé un échantillon d'uranium-238 avec des noyaux d'hélium jusqu'à ce qu'il forme du neptunium-238. Cet isotope a une demi-vie courte. En quelques jours, l'échantillon s'était désintégré en plutonium-238.
Après la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ont extrait le plutonium des barres de combustible d'uranium usé à l'échelle industrielle. Le plutonium 239 est particulièrement utile pour la production d'armes et d'énergie civile. Ce travail a duré des décennies jusqu'aux années 1970, lorsque le président Ford a émis un décret pour suspendre la production de plutonium dans les installations civiles par crainte de la prolifération nucléaire. Plusieurs pays, comme la France, le Japon et la Russie, ont des investissements substantiels dans le retraitement à grande échelle et ont continué à produire du plutonium à partir d'uranium usé. Le plutonium peut être utilisé pour produire des armes nucléaires et pour générer de l'énergie nucléaire.
