Plutonium limrahipun gadhah enem alotrop. Ing temperatur ingkang inggil lan jangka tekanan katamtu, alotrop kaping pitu (zeta, ζ) saged dumadi. Alotrop-alotrop piyambakipun gadhah tingkat ènergi ingkang hampir sami, nanging densitas lan struktur kristal ingkang bènten-bènten. Hal punika ndamel plutonium sangat sensitif kaliyan kaewahan temperatur, tekanan, lan lingkungan kimiawi. Sanèsipun punika, kaewahan volume ingkang dramatis ngantos transisi fase saking satunggal alotrop ing alotrop sanèsipun ugi memungkinkan. Boten kados ta bahan-bahan sanèsipun, densitas plutonium badhé "meningkat" manawi piyambakipun meleleh (sebesar 2,5%). Nanging cuwèran logam plutonium punika piyambak nedahaken penurunan kanthi linear ing densitasnya seiring kaliyan ningkataken temperatur. Densitas pinten-pinten alotrop plutonium sawatawis saking 16,00 g/cm3 ngantos kaliyan 19,86 g/cm3.