Poleg kisika, dušika in vodika zrak vsebuje sledove redkih plinov, kot so neon, helij, kripton in ksenon. Glede na prostorninski delež neon predstavlja približno 15×10⁻⁶ do 18×10⁻⁶, helij 4,6×10⁻⁶ do 5,3×10⁻⁶, kripton le 1,08×10⁻⁶ in ksenon 0,08×10⁻⁶. Ksenon je splošno znan kot "zlati plin". Zaradi izjemno nizkih koncentracij in zapletenosti procesa ekstrakcije se rekuperacijske enote upoštevajo samo za kisikove naprave z zmogljivostjo nad 10.000 m³/h.
Neon in helij imata zelo nizke temperature utekočinjanja. Pri atmosferskem tlaku je temperatura utekočinjenja neona 27,26 K, helija pa 4,21 K. Neon je zelo inerten, zaradi česar je tekoči neon zelo varno hladilno sredstvo za kriogene laboratorije. Pri temperaturah tekočega helija prevodniki izgubijo svoj električni upor, kar omogoča, da tok prehaja brez izgube, kar ima za posledico "superprevodnost", ki se lahko uporabi za izdelavo superprevodnih motorjev. Zato bo imel tekoči helij z napredkom ultra{6}}tehnologije vse pomembnejšo vlogo.
Helij je zelo inerten. Uporablja se kot zaščitni plin pri taljenju posebnih redkih kovin, kot sta titan in cirkonij, ter polprevodnikov, kot sta silicij in germanij. Helij je potreben tudi kot zaščitni plin za varjenje in rezanje visoko- zlitin z visokimi tališči in velikimi debelinami.
Helij ima močno difuznost in posebno visoko prepustnost. Zato je za tlačne posode in vakuumske sisteme z izjemno strogimi zahtevami helij najboljši indikator za odkrivanje puščanja. Poleg tega je helij optimalno hladilno sredstvo za ultra-hladilnike z nizko temperaturo. Naprave za utekočinjanje helija in hladilniki s helijem lahko dosežejo temperature, ki se približujejo absolutni ničli. Črpalke, ki delujejo s tekočim helijem, lahko dosežejo visok vakuum 133,32×10⁻⁹ Pa, ki je potreben v elektronski industriji, in ultra-visok vakuum 133,32×10⁻¹⁰ do 133,32×10⁻¹² Pa, potreben za vesoljske raziskave.
V atomski fiziki se jedro helija uporablja kot delec alfa. V atomski industriji se helij pogosto uporablja kot zaščitni plin. V jedrskih reaktorjih helij ne služi le kot zaščitni plin, temveč tudi kot hladilno sredstvo. Ker je helij kemično inerten in ni -jedek za zgorevalno opremo, lahko poveča temperaturo in učinkovitost reaktorja. Poleg tega ima helij sam po sebi visoko toplotno prevodnost, kar zagotavlja odlično hlajenje.
V medicini lahko mešanica kisika in helija v razmerju 1:4 hitro prodre v pljuča in pospeši izmenjavo kisika in ogljikovega dioksida. Uporablja se lahko za zdravljenje astme, bolezni sapnika in grla ter dekompresijske bolezni.
Pri potapljaških operacijah, če se uporablja navaden zrak, lahko dušik, raztopljen v krvi, povzroči narkozo na globinah pod 50 m, kar pomeni -življenjsko nevarnost za potapljače. Zato potapljači, ki delajo na velikih globinah, ne morejo uporabljati čistega kisika; namesto tega se namesto zraka za dihanje uporablja mešanica kisik-helija, ki zagotavlja varno delovanje v globinah do 200 m. Posledično je poraba helija velika.
Ker je helij varnejši od vodika, ga lahko uporabimo za zamenjavo vodika za polnjenje zračnih ladij in vremenskih balonov. Helij se lahko uporablja tudi kot nosilni plin v kromatografiji.
Z razvojem vesoljske tehnologije, laserske tehnologije in infrardeče tehnologije zaznavanja ima helij široko paleto aplikacij.
Neon ob polnjenju žarnic oddaja rdeč sijaj in se že dolgo uporablja za polnjenje neonskih signalnih naprav in različnih razelektritvenih cevi. Široko se uporablja tudi v laserski tehnologiji in infrardečem zaznavanju.
Latentna toplota uparjanja neona je 40-krat večja od toplote helija, zaradi česar je primeren kot hladilno sredstvo za ultra-nizke temperature, z minimalno temperaturo -245,9 stopinj. Neon in helij se lahko uporabljata tudi za merjenje prave gostote in površine poroznih snovi.
Kripton in ksenon se uporabljata predvsem v električnih virih svetlobe. Žarnice, napolnjene z mešanicami kriptona, ksenona in argona, so kompaktne, dolgo{1}}trajne in zelo učinkovite-navadno 4- do 5-krat bolj učinkovite od žarnic z žarilno nitko, njihova življenjska doba pa je 2- do 3-krat daljša. Bliskavice in stroboskopi prav tako uporabljajo kripton in ksenon. Ker intenzivnost razelektritve ksenonskih sijalk presega moč sončne svetlobe, imajo ksenonske žarnice z dolgim-oblokom, napolnjene s ksenonom, splošno znane kot »majhna sonca«, izjemno močan-proboj v meglo. Uporabljajo se lahko za razsvetljavo na letališčih, železniških postajah, dokih in drugih lokacijah ter na bojiščih.
Poleg tega ima ksenon razmeroma veliko molekulsko maso in močne anestetične lastnosti, zaradi česar je idealen anestetik v medicini. Ksenon ima tudi to lastnost, da je neprepusten za rentgenske-žarke in se uporablja kot kontrastno sredstvo za cerebralno rentgensko -fotografiranje ter za zaščito pred rentgenskimi-žarki.
