Si trova come minerale accessorio minore, xenotime nelle pegmatiti e in altre rocce ignee, così come negli gneiss ricchi di mica e quarzo. I minerali associati includono biotite e altre miche, minerali del gruppo della clorite, quarzo, zircone, alcuni feldspati, analcime, anatasio, brookite, rutilo, siderite e apatite. Lo xenotime è anche noto per essere diagenetico: può formarsi come grani minuti o come rivestimenti estremamente sottili (meno di 10 µ) su grani di zircone detritico in rocce sedimentarie siliciclastiche. L’importanza di questi depositi diagenetici di xenotime nella datazione radiometrica delle rocce sedimentarie sta solo cominciando ad essere realizzata.

Scoperto nel 1824, la località tipo dello xenotime è Hidra (Hitterø), Flekkefjord, Vest-Agder, Norvegia. Altre località degne di nota includono: Arendal e Tvedestrand, Norvegia; Novo Horizonte, San Paolo, Novo Horizonte, Bahia e Minas Gerais, Brasile; Madagascar e California, Colorado, Georgia, North Carolina e New Hampshire, Stati Uniti. Una nuova scoperta di xenotime gemmoso, con cambio di colore (dal marrone al giallo) è stata riportata dall’Afghanistan ed è stato trovato in Pakistan. A nord del Monte Funabuse nella Prefettura di Gifu, in Giappone, una notevole roccia basaltica viene estratta su una collina chiamata Maru-Yama: cristalli di xenotime e zircone disposti a raggiera, come un fiore, sono visibili in fette levigate della roccia, che è conosciuta come pietra crisantemo (tradotto dal giapponese 菊石 kiku-ishi). Questa pietra è ampiamente apprezzata in Giappone per il suo valore ornamentale.

Piccole tonnellate di sabbia di xenotime sono recuperate in associazione con l’estrazione dello stagno in Malesia, ecc. e sono lavorate commercialmente. Il contenuto di lantanidi è tipico dei minerali di “terra d’ittrio” ed è di circa due terzi di ittrio, mentre il resto è costituito principalmente da lantanidi pesanti, dove i lantanidi pari (come Gd, Dy, Er, o Yb) sono presenti ciascuno al 5% circa, e i lantanidi dispari (come Tb, Ho, Tm, Lu) sono presenti ciascuno all’1%. Il disprosio è di solito il più abbondante dei lantanidi pari, e l’olmio è il più abbondante dei lantanidi dispari. I lantanidi più leggeri sono generalmente meglio rappresentati nella monazite mentre i lantanidi più pesanti sono nello xenotime.