Les premières études et les premières préparations des isotopes du plutonium furent réalisées par le chimiste américain Glenn Seaborg et ses associés à l'université de Berkeley, en 1941.

cet élément a été trouvé à l'état de traces dans des minerais l'uranium. Aujourd'hui, le plutonium est préparé en quantités relativement importantes dans les réacteurs nucléaires. Le plutonium est chimiquement réactif et ses propriétés sont voisines de celles des lanthanides. Le métal, argenté, devient légèrement jaune par oxydation dans l'air. Le métal existe sous six formes cristallines et quatre degrés d'oxydation différents. Le métal dégage de la chaleur du fait de sa radioactivité Le plutonium fond vers 640°C, bout vers 3 230°C, a densité est égale à 19.4
Le plutonium est économiquement le plus important des éléments transuraniens, l'isotope 239 étant fissile, il peut être à la fois utilisé et produit dans les réacteurs nucléaires.
Il est également utilisé dans la fabrication de certaines armes nucléaires.
Le plutonium-239 présente un danger extrêmement grand en raison de sa radioactivité élevée.

Par la chaleur qu'il dégage, le plutonium a été utilisé pour fournir de l'énergie aux équipements débarqués sur la Lune.