Ксенотим встречается в качестве второстепенного акцессорного минерала в пегматитах и других магматических породах, а также в гнейсах, богатых слюдой и кварцем. Сопутствующие минералы включают биотит и другие слюды, минералы группы хлорита, кварц, циркон, некоторые полевые шпаты, анальцим, анатаз, брукит, рутил, сидерит и апатит. Ксенотим также известен своей диагенетической способностью: он может образовывать мельчайшие зерна или чрезвычайно тонкие (менее 10 мкм) покрытия на обломочных зернах циркона в силикокластических осадочных породах. Важность этих диагенетических отложений ксенотима для радиометрического датирования осадочных пород только начинает осознаваться. Обнаруженное в 1824 году типичное местонахождение ксенотима - Хидра (Хиттерё), Флеккефьорд, Вест-Агдер, Норвегия. Другие известные населенные пункты: Арендал и Тведестранд, Норвегия; Ново-Оризонти, Сан-Паулу, Нову-Оризонти, Баия и Минас-Жерайс, Бразилия; Мадагаскар и Калифорния, Колорадо, Джорджия, Северная Каролина и Нью-Гэмпшир, США. О новом открытии драгоценного камня изменения цвета (с коричневатого на желтый) ксенотима сообщалось из Афганистана и было обнаружено в Пакистане. К северу от горы Фунабусе в префектуре Гифу, Япония, на холме под названием Мару-Яма добывают известную базальтовую породу: кристаллы ксенотима и циркона, расположенные в виде излучающего цветочного узора, видны в полированных срезах породы, что, как известно как камень хризантемы (в переводе с японского 菊 石 kiku-ishi). Этот камень широко ценится в Японии за его декоративную ценность. Небольшие объемы ксенотимового песка извлекаются в связи с добычей олова в Малайзии и т. Д. И перерабатываются в коммерческих целях. Содержание лантаноидов типично для минералов «иттрий-земля» и составляет около двух третей иттрия, а остальная часть приходится в основном на тяжелые лантаноиды, где каждый из лантаноидов с четным номером (например, Gd, Dy, Er или Yb) присутствует в примерно на уровне 5%, и лантаноиды с нечетными номерами (такие как Tb, Ho, Tm, Lu), каждый из которых присутствует на уровне примерно 1%. Диспрозий обычно является наиболее распространенным из тяжелых веществ с четным номером, а гольмий - наиболее распространенным из тяжелых веществ с нечетным номером. Легчайшие лантаноиды обычно лучше представлены в монаците, а самые тяжелые лантаноиды - в ксенотиме.