与轻稀有气体不同的是，恒星核合成过程无法制造氙元素。所有包括氙在内比铁-56更重的元素经核聚变合成时，会产生凈能量损失，因此无法在恒星内部形成。能够形成氙的自然过程包括：超新星爆炸，红巨星用尽氢燃料进入渐近巨星分支后的慢中子捕获过程（s-过程），一般新星爆炸，以及碘、铀和钚等元素的放射性衰变。 
同位素.自然形成的氙共由7种稳定同位素组成，在各元素中排第二位。第一位是钖，其稳定同位素共有10个。稳定同位素数量高于7个的元素只有钖。同位素Xe根据预测能够进行双重β衰变，但这未经实