In der Natur kommt das Element Plutonium nur in Spuren vor. Plutonium 239 hat aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit von 24110 Jahren erdgeschichtliche Zeiträume nicht überdauert. Dennoch wird die heute in der oberen Erdkruste insgesamt vorhandene Menge an Plutonium 239 auf einige Kilogramm geschätzt: Sie entsteht durch Einfang von in der Natur stets vorhandenen Neutronen an natürlichem Uran 238. Etwa gleich groß sind die Restmengen an Plutonium 244, das mit seiner Halbwertszeit von 83 Millionen Jahren seit der Entstehung des Sonnensystems überlebt haben dürfte. Mehr als eine Tonne natürlichen Plutoniums 239 wurden in der heutigen Uranmine von Oklo (Bild) im afrikanischen Gabun vor etwa 1,8 Milliarden Jahren aufgebaut. Damals war das spaltbare Uran 235 nach heutigen Maßstäben "angereichert". Da auch Wasser als Moderatormaterial vorhanden war, war diese Lagerstätte für einige hunderttausend Jahre als natürlicher Kernreaktor in Betrieb, in dem auch das heute längst zerfallene Plutonium erbrütet wurde. Aufmerksam wurde man auf das Phenomen, als französische Mineralogen einen ungewöhnlich niedrigen Gehalt an spaltbarem Uran 235 in natürlichem Uranerz feststellten: es war bereits "ausgebrannt".