氙气化学性质不活泼。能跟水，氢醌、苯酚等形成弱键包合物，在加热或紫外线照射、放电条件下，氙可跟氟直接化合生成XeF2、XeF4、XeF6等氟化物，XeF4和XeF6强烈水解可得到XeO6或XeOF4等。在电场作用下能发出强烈的白光。用于制高压长弧氙灯（俗称人造小太阳），产生紫外线的高压电弧灯、闪光灯、中子计数器，X射线计数器，还用作麻醉剂、原子反应堆中的中子吸收剂、充填闸流管和探测宇宙线用的电离室。1898年英国人拉姆塞和特拉威斯在分馏液态氪的混合物时，通过光谱分析发现了氙。在空气中含有9×10%（体积）。工业上用分馏液体空气提取。

在弧光放电中，电子与气体发生弹性碰撞损失的能量同气体的原子量成反比，所以与其他惰性气体相比氙气弧光放电时损失较小，发光效率高。同时，氙气的电离电势较低，放电时电极附近的电压降小，这样可以延长电极的寿命。又由于氙原子结构的特点，长弧氙灯发出的光谱和日光非常接近，所以汽车灯里充入氙气比充入其它的气体效果好，这也是氙气灯的最大特点。