Neptunium je radioaktivna kovina, ki oddaja alfa delce, ki so visokoenergijski delci, ki lahko poškodujejo DNK in druge celične strukture. Delci alfa še posebej škodujejo celicam, ki se hitro delijo, na primer tiste v prebavilih in reproduktivnih organih. Neptunium se lahko absorbira tudi skozi kožo in dihalne trakte.
Učinki zastrupitve z Neptunijem so odvisni od količine absorbiranega sevanja. Nizka raven izpostavljenosti sevanju lahko povzroči slabost, bruhanje in drisko. Višja raven izpostavljenosti lahko povzroči resnejše zdravstvene težave, vključno z rakom, porodnimi napakami in zastrupitvijo z sevanjem.
Za zastrupitev z Neptuniumom ni znanega zdravila. Zdravljenje se osredotoča na obvladovanje simptomov in preprečevanje nadaljnje izpostavljenosti sevanju.