Förutom syre, kväve och väte innehåller luft spårmängder av ädelgaser som neon, helium, krypton och xenon. I volymfraktion står neon för cirka 15×10⁻⁶ till 18×10⁻⁶, helium för 4,6×10⁻⁶ till 5,3×10⁻⁶, krypton för endast 1,08×10⁻⁻⁶ och xenon för 10,0,0,0. Xenon är allmänt känt som "den gyllene gasen". På grund av deras extremt låga koncentrationer och utvinningsprocessens komplexitet övervägs återvinningsenheter endast för syrgasanläggningar med en kapacitet större än 10 000 m³/h.
Neon och helium har mycket låga kondensationstemperaturer. Vid atmosfärstryck är kondensationstemperaturen för neon 27,26 K, och den för helium är 4,21 K. Neon är mycket inert, vilket gör flytande neon till ett mycket säkert kylmedel för kryogena laboratorier. Vid temperaturer av flytande helium förlorar ledare sitt elektriska motstånd, vilket tillåter ström att passera utan förlust, vilket resulterar i "supraledning", som kan användas för att bygga supraledande motorer. Därför kommer flytande helium att spela en allt viktigare roll i och med utvecklingen av ultra-lågtemperaturteknologi.
Helium är mycket inert. Den används som skyddsgas vid smältning av speciella sällsynta metaller som titan och zirkonium, samt halvledare som kisel och germanium. Helium krävs också som skyddsgas för svetsning och skärning av hög-legeringar med höga smältpunkter och stora tjocklekar.
Helium har stark diffusivitet och särskilt hög permeabilitet. Därför, för tryckkärl och vakuumsystem med extremt stränga krav, är helium den bästa läckagedetekteringsindikatorn. Dessutom är helium det optimala köldmediet för ultra-lågtemperaturkylskåp. Heliumvätskor och heliumkylskåp kan uppnå temperaturer som närmar sig absolut noll. Pumpar som drivs med flytande helium kan uppnå det höga vakuum på 133,32×10⁻⁹ Pa som krävs inom elektronikindustrin, och det ultra-höga vakuumet på 133,32×10⁻¹⁰ till 133,32×10⁻¹² Pa som behövs för rymdforskning.
Inom atomfysiken används heliumkärnan som en alfapartikel. Inom atomindustrin används helium i stor utsträckning som en skyddsgas. I kärnreaktorer fungerar helium inte bara som en skyddsgas utan också som ett kylmedel. Eftersom helium är kemiskt inert och icke-frätande för förbränningsutrustning, kan det öka reaktortemperaturen och effektiviteten. Dessutom har helium i sig hög värmeledningsförmåga, vilket ger utmärkt kylprestanda.
Inom medicin kan en 1:4-blandning av syre och helium snabbt penetrera lungorna och påskynda utbytet av syre och koldioxid. Det kan användas för att behandla astma, luftrörs- och larynxsjukdomar, såväl som tryckfallssjuka.
Vid dykning, om vanlig luft används, kan kväve löst i blodet orsaka narkos på djup under 50 m, vilket utgör en-livshotande risk för dykare. Därför kan dykare som arbetar på stora djup inte använda rent syre; istället används en syre-heliumblandning för att ersätta luft för andning, vilket säkerställer säkra operationer på djup upp till 200 m. Följaktligen är heliumförbrukningen betydande.
Eftersom helium är säkrare än väte kan det användas för att ersätta väte för att fylla luftskepp och väderballonger. Helium kan också användas som bärgas vid kromatografi.
Med utvecklingen av rymdteknik, laserteknik och infraröd detekteringsteknik har helium ett brett utbud av applikationer.
Neon avger ett rött sken när det fylls i glödlampor och har länge använts för att fylla neonsignalapparater och olika urladdningsrör. Det används också i stor utsträckning inom laserteknik och infraröd detektering.
Neons latenta förångningsvärme är 40 gånger högre än heliums, vilket gör det lämpligt som köldmedium för ultra-låga temperaturer, med en lägsta temperatur på -245,9 grader. Neon och helium kan också användas för att mäta den verkliga densiteten och ytarean av porösa ämnen.
Krypton och xenon används främst i elektriska ljuskällor. Glödlampor fyllda med blandningar av krypton, xenon och argon är kompakta, långvariga-och mycket effektiva-i allmänhet 4 till 5 gånger effektivare än glödlampor, med en livslängd som ökas med 2 till 3 gånger. Blixtlampor och stroboskop använder också krypton och xenon. Eftersom urladdningsintensiteten för xenonlampor överstiger den för solljus har xenonlampor med långa-bågar fyllda med xenon, allmänt kända som "små solar", extremt stark{10}}dimmagenomträngande förmåga. De kan användas för belysning på flygplatser, järnvägsstationer, hamnar och andra platser, såväl som på slagfält.
Dessutom har xenon en relativt hög molekylvikt och starka anestetiska egenskaper, vilket gör det till ett idealiskt bedövningsmedel inom medicin. Xenon har också egenskapen att vara ogenomtränglig för röntgenstrålar och används som kontrastmedel för cerebral röntgenfotografering, såväl som för röntgenstrålning.
