Neptunium har ingen stabile isotoper. Isotopene Np og Np kan finnes i ekstremt små mengder i uranmalm, men er resultat av radioaktiv nedbrytning av tyngre stoffer, og er dermed ikke definert som naturlig forekomst. 20 isotoper er kjent, og de mest stabile av disse er Np med halveringstid 2,1455 × 10 år, Np med halveringstid 1,541 × 10 år, Np med halveringstid 396,1 døgn, Np med halveringstid 4,4 døgn, Np med halveringstid 2,3565 døgn, og Np med halveringstid 2,117 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.