Wegen seiner Alpha-Strahlung wird Polonium häufig in der Forschung und Medizin, aber auch beim Militär verwendet. Unter anderem dient es als Heizmittel für die Triebwerke in Raumfähren.
Außerhalb militärischer und wissenschaftlicher Kreise ist es nur selten zu finden. In der Natur - in Luft und Boden - kommt Polonium nur in sehr schwachen Dosen vor. Bekannt sind Isotope mit einer Massenzahl zwischen 192 und 218. Polonium 210, auch Radium F genannt, ist das einzige Isotop, das in der Natur vorkommt. Dieses Isotop wurde in der Leiche des in London ermordeten Alexander Litwinenko nachgewiesen.
Polonium gehört zu den seltensten Elementen überhaupt: In zehn Gramm Uran ist maximal ein Milliardstel Gramm Polonium eingebunden. Für den Menschen ist Polonium schon in kleinen Dosen hoch giftig und löst irreparable Schäden an Nieren, Leber und Milz aus.
1898 entdeckte die Wissenschaftlerin Marie Curie Polonium das neue Element und benannte es nach ihrem Heimatland Polen. Für ihre Studien zur Radioaktivität und die Entdeckung von Polonium und Radium erhielten Curie und ihr Ehemann Pierre gemeinsam mit dem französischen Forscher Antoine Becquerel 1903 den Nobelpreis für Physik. Wie so viele Radiologen ihrer Zeit starb Marie Curie 1934 an den Folgen ihrer Arbeit mit 67 Jahren an Krebs.
Polonium ist das erste Element, das durch seine Radioaktivität nachgewiesen wurde. Durch die Strahlung leuchtet im Dunkeln die umgebende Luft hellblau auf. Das Isotop Polonium-210 hat eine Halbwertzeit von 138 Tagen; nach etwas mehr als drei Monaten hat es also die Hälfte seiner Radioaktivität verloren.