A xenotim kisebb járulékos ásványként fordul elő pegmatitokban és más vulkáni kőzetekben, valamint csillámban és kvarcban gazdag gneiszekben. A társult ásványok közé tartozik a biotit és más csillámok, a kloritcsoport ásványai, a kvarc, a cirkon, egyes földpátok, az analcim, az anatáz, a brookit, a rutil, a sziderit és az apatit. A xenotim diagenetikusan is ismert: apró szemcsék formájában vagy rendkívül vékony (10 µ-nél kisebb) bevonatként képződhet a sziliklasztos üledékes kőzetekben lévő detritális cirkonszemcséken. Ezeknek a diagenetikus xenotim lerakódásoknak a jelentőségét az üledékes kőzetek radiometriai kormeghatározásában csak most kezdik felismerni.

A xenotim 1824-ben felfedezett típuslelőhelye Hidra (Hitterø), Flekkefjord, Vest-Agder, Norvégia. Más nevezetes lelőhelyek közé tartozik: Arendal és Tvedestrand, Norvégia; Novo Horizonte, São Paulo, Novo Horizonte, Bahia és Minas Gerais, Brazília; Madagaszkár és Kalifornia, Colorado, Georgia, Észak-Karolina és New Hampshire, Egyesült Államok. A drágakőszerű, színváltozó (barnás-sárgás) xenotim új felfedezését Afganisztánból jelentették, és Pakisztánban találták. A japán Gifu prefektúrában, a Funabuse-hegytől északra, a Maru-Yama nevű dombon egy nevezetes bazaltos kőzetet bányásznak: a kőzet csiszolt szeletein a xenotim és a cirkon sugaras, virágszerű mintázatba rendezett kristályai láthatók, amelyet krizantémkőnek (japánból fordítva 菊石 kiku-ishi) neveznek. Ezt a követ Japánban széles körben értékelik díszítőértéke miatt.

A malajziai ónbányászattal stb. összefüggésben kis mennyiségű xenotim homokot nyerik ki és dolgozzák fel kereskedelmi céllal. A lantanid-tartalom az “ittriumföld” ásványokra jellemző, és körülbelül kétharmada ittrium, a maradék többnyire nehéz lantanidák, ahol a páros lantanidák (mint a Gd, Dy, Er vagy Yb) mindegyike körülbelül 5%-os szinten van jelen, a páratlan lantanidák (mint a Tb, Ho, Tm, Lu) pedig körülbelül 1%-os szinten vannak jelen. A páros számú nehézfémek közül általában a diszprózium a leggyakoribb, a páratlan számú nehézfémek közül pedig a holmium a leggyakoribb. A legkönnyebb lantanidák általában jobban képviseltetik magukat a monazitban, míg a legnehezebb lantanidák a xenotimban.