* Kernreactoren: Plutonium-239 is de meest voorkomende isotoop van plutonium die in kernreactoren wordt gebruikt. Het wordt gebruikt als brandstof in zowel thermische als snelle neutronenreactoren.

* Kernwapens: Plutonium-239 wordt ook gebruikt bij de productie van kernwapens. Het is het belangrijkste splijtbare materiaal in atoombommen.

* Radio-isotoop thermo-elektrische generatoren (RTG's): Plutonium-238 wordt gebruikt als warmtebron in RTG's. RTG's worden gebruikt om elektrische stroom te leveren voor ruimtevaartuigen, satellieten en andere externe toepassingen.

* Medische toepassingen: Plutonium-238 wordt ook gebruikt in sommige medische toepassingen, zoals de productie van radiofarmaceutica en de behandeling van kanker.