주기율표 제3족 악티늄계열의 초우라늄원소의 하나. 반감기 2.2×106년의 α붕괴핵종(核種) 외에 10종의 방사성 동위원소가 알려져 있다. 1940년 E.M.맥밀런과 P.H.에이벌슨에 의해 발견되었다. 즉, 우라늄 238 238U에 중성자를 조사(照射)하여 생기는 우라늄 239 239U의 β붕괴에 의해서 생성한다는 것은 이미 알고 있었는데, 맥밀런과 에이벌슨은 이것을 화학적으로 분리시켜, 반감기 2.33일의 β-방출체임을 확인하였다. 그리고 주기율표에서 우라늄에 계속되는 원소라는 데서, 우라늄의 이름을 따온 Uranus(천왕성) 다음의 행성 Neptune(해왕성)에 연유하여 넵투늄이라 이름하였다. 넵투늄은 은백색의 금속으로 α형·β형·체심입방의 3변태가 있다. 전성(展性)이 있어 가공하기 쉽다. 화학적 성질은 우라늄·희토류원소와 흡사하다. 상온에서는 산화되지 않지만, 50 ℃에서 산화되어 산화넵투늄의 피막을 만든다. 또, 염산에 용해되고, 50 ℃에서 수소와 반응하여 수소화물 NpH3.6∼3.8을 만든다. 원자가는 +3, +4, +5, +6이고, 용액 속에서 Np3＋은 청색 또는 보라색, Np4＋는 황록색, NpO2＋은 녹색, NpO22＋은 적색일 때가 많다. 이들 중 NpO2＋이 가장 안정하다. 넵투늄은 인공방사성 원소이지만, 우주선에 의한 2차 중성자 또는 우라늄이나 토륨의 자발핵분열 등으로 생긴 중성자의 작용에 의해서 생겼다고 생각되는 것이 우라늄 광석 속에 미량 함유되어 있다. 일반적으로는 핵분열에 의해 생기며, 가장 긴 반감기를 가지는 동위원소는 넵투늄 237(2.2×106년)이다. 넵투늄의 발견에 의해 제2의 희토류원소(악티늄원소)의 존재가 밝혀졌다.