Trong tự nhiên, các khí hiếm tồn tại dưới dạng nguyên tử tự do. Các nguyên tử của khí hiếm không liên kết với nhau tạo thành phân tử và khó liên kết với các nguyên tử của các nguyên tố khác. Ngược lại các nguyên tử các nguyên tố khác lại liên kết với nhau tạo thành phân tử hay tinh thể.