प्रोमेथियम लैंथेनाइड समूह की एक रेडियोधर्मी धातु है, इसलिए इसका हर रूप अंततः क्षय होकर किसी दूसरे तत्व में बदल जाता है। प्रकृति में यह बहुत ही सूक्ष्म मात्रा में मिलता है। यह यूरेनियम के विखंडन और यूरोपियम के क्षय जैसी दुर्लभ नाभिकीय प्रक्रियाओं से बनता है। उपयोग में आने वाला लगभग सारा प्रोमेथियम परमाणु रिएक्टरों में बनाया जाता है, विशेष रूप से यूरेनियम के विखंडन से बनने वाले उत्पाद के रूप में, और फिर उसे अन्य पदार्थों से अलग किया जाता है। इसके सबसे प्रसिद्ध उपयोग प्रोमेथियम-147 समस्थानिक पर निर्भर हैं: इसका बीटा विकिरण विशेष प्रकाशदीप्त पदार्थों को चमका सकता है और छोटी परमाणु बैटरियों या सामग्री की मोटाई मापने वाले उपकरणों को ऊर्जा दे सकता है। प्रोमेथियम-145 अन्य समस्थानिकों की तुलना में अधिक समय तक बना रहता है, लेकिन इन उपयोगों में प्रोमेथियम-147 ही काम आता है।