Protaktyn jest jednym z najrzadszych i najdroższych pierwiastków występujących w przyrodzie.
Źródła naturalne thumb|upright|Ruda uraninitowa, w której występuje protaktyn (0,3–3 ppm) Ponieważ czas połowicznego rozpadu jest krótki w porównaniu do skali geologicznej, jego występowanie jest ściśle związane z występowaniem . Zawartość uranu w skorupie ziemskiej jest na poziomie 2,7 ppm, z czego 0,711% to , stąd naturalne rozpowszechnienie (obliczone z okresów połowicznego rozpadu i ) wynosi 0,87, tylko nieznacznie mniej niż w przypadku . Przyjmując, że masa skorupy ziemskiej (do głębokości 36 km) wynosi 2,5 g, to całkowite zasoby protaktynu wynoszą 2,2 ton.
Wyraźna tendencja protaktynu do hydrolizy jest podstawą metody datowania osadów morskich do ich wieku sięgającego miliona lat. Przy niezakłóconym uformowaniu geologicznym stosunek Pa:U wynosi 3,2, ale współczynnik ten jest zakłócany, kiedy złoże jest wymywane przez wody gruntowe, które przenoszą uran do morza. Przy pH wody morskiej protaktyn i tor hydrolizują i odkładają się na dnie oceanicznym, pozostawiając uran w roztworze jako .