Xenon ist bei Zimmertemperatur ein farbloses, geruchloses Gas. Es besitzt eine sehr hohe Dichte und ist viermal schwerer als Luft. Xenon ist wie alle Edelgase an sich ein schlechter elektrischer Leiter. Legt man jedoch an das Gas in Gasentladungsröhren eine Spannung an, beginnt ein Strom zu fließen und das Xenon erzeugt bei seiner Glimmentladung ein rotviolettes Licht.   

Ein Liter Wasser löst bei 0 °C etwa 234 Milliliter Xenongas. Wie alle anderen Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton) ist Xenon relativ reaktionsträge. Trotzdem reagiert es bei hohen Temperaturen oder in elektrischen Entladungen mit Fluor und bildet Xenonfluoride. Aus den Xenonfluoriden lassen sich auch Xenonoxide darstellen und sogar ein instabiles Xenonchlorid wurde schon hergestellt. Interessant dabei ist, dass die bekannten Edelgasverbindungen in allen geradzahligen Oxidationsstufen vorkommen. [Lit 5] Vom Xenon ist auch bekannt, dass eine Molekülform Xe₂ existiert. 

 
In Kernreaktoren entsteht das radioaktive Xenonisotop Xe-135 bei der Kernspaltung. Vor allem nach dem Abschalten des Reaktors oder beim Herunterfahren der Leistung tritt es vermehrt auf und kann zu einer Xenonvergiftung des Reaktors führen. Beim laufenden Reaktor fängt dieses Xenonisotop Neutronen ein und wandelt sich dabei zu dem Xenonisotop Xe-136 um. Wenn der Reaktor nicht mehr läuft, werden kaum noch Neutronen frei. Wenn sich zuviel Xe-135 im Reaktor ansammelt, kann er erst wieder hochgefahren werden, wenn die Konzentration an Xenon-135 wieder abgenommen hat.

Die Entdeckung des Xenons gelang den beiden englischen Chemikern Sir William Ramsay (1852–1916) und Morris William Travers (1872–1961) im Jahre 1898 in London. Es erhielt den Namen nach dem griechischen Wort xenos („Gast“, „Fremder“), da es bis dahin das seltenste Edelgas darstellte. Die erste Herstellung einer Edelgasverbindung gelang dem Franzosen Neil Bartlett im Jahre 1962: Xenonhexafluoroplatinat(V). Xenon(II)-fluorid stellte der deutsche Chemiker Rudolf Reinhold Hoppe nur zwei Jahre später her.    

Da die Herstellung von reinem Xenon relativ teuer ist, beschränkt sich der Einsatzbereich des Edelgases auf Spezialanwendungen. Halogenlampen enthalten eine Xenonfüllung. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer im Vergleich zu einer konventionellen Glühlampe erheblich erhöht. Xenon dient auch zur Herstellung von Xenon-Blitzröhren, für Bauteile in Radaranlagen und zur Herstellung von Xenon-Hochdrucklampen für Stadionbeleuchtungen. Das Xenon erzeugt ein sehr weißes Licht mit einer Farbtemperatur von 6000 Kelvin, was annähernd dem Sonnenlicht mit 6500 Kelvin entspricht.  

Die Xenonlampen für Autoscheinwerfer zeichnen sich durch eine deutlich höhere Lichtausbeute verbunden mit geringerem Energiebedarf und längerer Lebensdauer aus. Allerdings besteht die Gefahr von Blendungen bei nicht korrekt eingestellten Scheinwerfern. Das Licht einer Xenonlampe erscheint blauer wie das Licht von einer Halogenlampe. In der Xenonlampe wird zwischen zwei Elektroden aus Wolfram ein Lichtbogen erzeugt. Der Glaskolben ist unter Druck mit Xenon und Quecksilber gefüllt. Ein Vorschaltgerät erzeugt einen Hochspannungsimpuls. Dadurch wird das Gas ionisiert und elektrisch leitfähig, so wird der Lichtbogen zwischen den Wolframelektroden überhaupt erst möglich. Das Quecksilber verdampft, die Leitfähigkeit im Gas erhöht sich weiter und die Lampe entfaltet ihre volle Leistung mit der entsprechenden Lichtfarbe.  Ein Gemisch von 80% Xenon und 20% Sauerstoff wirkt narkotisierend, weshalb das Edelgas bei Operationen gelegentlich eingesetzt wird. Das radioaktive Isotop Xe-133 dient als Markierungsmittel in der Medizin zur Untersuchung der Durchblutung im Gehirn oder in anderen Organen. Ionisiertes Xenon eignet sich zum Betrieb von Ionentriebwerken für Raketen.