Ksenotim se vyskytuje jako drobný akcesorický minerál v pegmatitech a jiných vyvřelých horninách a také v gneisech bohatých na slídu a křemen. Mezi přidružené minerály patří biotit a jiné slídy, minerály chloritové skupiny, křemen, zirkon, některé živce, analcim, anatas, brookit, rutil, siderit a apatit. Xenotim je také znám jako diagenetický: může se tvořit jako drobná zrnka nebo jako extrémně tenké (méně než 10 µ) povlaky na detritických zrnech zirkonu v siliciklastických sedimentárních horninách. Význam těchto diagenetických ložisek xenotimu pro radiometrické datování sedimentárních hornin si teprve začínáme uvědomovat.

Typová lokalita xenotimu, objeveného v roce 1824, je Hidra (Hitterø), Flekkefjord, Vest-Agder, Norsko. Mezi další významné lokality patří např: Arendal a Tvedestrand, Norsko; Novo Horizonte, São Paulo, Novo Horizonte, Bahia a Minas Gerais, Brazílie; Madagaskar a Kalifornie, Colorado, Georgia, Severní Karolína a New Hampshire, Spojené státy. Z Afghánistánu byl hlášen nový nález drahokamového, barevně proměnlivého (hnědavého až žlutého) xenotimu, který byl nalezen v Pákistánu. Severně od hory Funabuse v prefektuře Gifu v Japonsku se na kopci zvaném Maru-Yama těží pozoruhodná čedičová hornina: na vyleštěných plátcích horniny, která je známá jako chryzantémový kámen (v překladu z japonštiny 菊石 kiku-ishi), jsou patrné krystaly xenotimu a zirkonu uspořádané do paprskovitého, květu podobného vzoru. Tento kámen je v Japonsku široce ceněn pro svou okrasnou hodnotu.

Malé tuny xenotimového písku se získávají v souvislosti s těžbou cínu v Malajsii apod. a zpracovávají se komerčně. Obsah lanthanoidů je typický pro minerály „yttriových zemin“ a pohybuje se kolem dvou třetin yttria, zbytek tvoří převážně těžké lanthanoidy, přičemž sudé lanthanoidy (jako Gd, Dy, Er nebo Yb) jsou přítomny každý v množství kolem 5 % a liché lanthanoidy (jako Tb, Ho, Tm, Lu) jsou přítomny každý v množství kolem 1 %. Dysprosium je obvykle nejhojnější ze sudých těžkých kovů a holmium je nejhojnější z lichých těžkých kovů. Nejlehčí lanthanoidy jsou obvykle lépe zastoupeny v monazitu, zatímco nejtěžší lanthanoidy jsou v xenotimu.

.