Występujący jako drobny minerał akcesoryczny, ksenotym występuje w pegmatytach i innych skałach iglastych, a także w gnejsach bogatych w mikę i kwarc. Związane minerały obejmują biotyt i inne miki, minerały grupy chloryt, kwarc, cyrkon, niektóre skalenie, analcime, anatase, brookite, rutyl, syderyt i apatyt. Ksenotym jest również znany jako diagenetyczny: może tworzyć się jako drobne ziarenka lub jako niezwykle cienkie (mniej niż 10 µ) powłoki na detrytycznych ziarnach cyrkonu w krzemionkowych skałach osadowych. Znaczenie tych diagenetycznych osadów ksenotymu w datowaniu radiometrycznym skał osadowych dopiero zaczyna być uświadamiane.

Odkryty w 1824 roku, typowym miejscem występowania ksenotymu jest Hidra (Hitterø), Flekkefjord, Vest-Agder, Norwegia. Inne godne uwagi miejsca występowania to: Arendal i Tvedestrand, Norwegia; Novo Horizonte, São Paulo, Novo Horizonte, Bahia i Minas Gerais, Brazylia; Madagaskar oraz Kalifornia, Kolorado, Georgia, North Carolina i New Hampshire, Stany Zjednoczone. Nowe odkrycie gemmy, zmieniającego kolor (brązowawy do żółtego) xenotime zostało zgłoszone z Afganistanu i zostało znalezione w Pakistanie. Na północ od góry Funabuse w prefekturze Gifu, Japonia, godna uwagi skała bazaltowa jest wydobywana na wzgórzu zwanym Maru-Yama: kryształy ksenotymu i cyrkonu ułożone w promienisty, kwiatowy wzór są widoczne w wypolerowanych plastrach skały, która jest znana jako kamień chryzantemowy (tłumaczone z japońskiego 菊石 kiku-ishi). Kamień ten jest powszechnie ceniony w Japonii za jego wartość ozdobną.

Małe tony piasku xenotime są odzyskiwane w związku z malezyjskim wydobyciem cyny, itp. i są przetwarzane komercyjnie. Zawartość lantanowców jest typowa dla minerałów „ziemi itrowej” i wynosi około dwóch trzecich itru, a pozostała część to głównie ciężkie lantanowce, gdzie parzyste lantanowce (takie jak Gd, Dy, Er lub Yb) są obecne na poziomie około 5%, a nieparzyste lantanowce (takie jak Tb, Ho, Tm, Lu) są obecne na poziomie około 1%. Dysproz jest zwykle najobficiej występującym z parzystej liczby ciężkich pierwiastków, a holm jest najobficiej występującym z nieparzystej liczby ciężkich pierwiastków. Najlżejsze lantanowce są na ogół lepiej reprezentowane w monacytu, podczas gdy najcięższe lantanowce są w xenotime.

.