稀有氣體雖然稀有，且化學性質不活潑，但卻具有許多特殊的本領，在高科技領域裡面大顯身手。
液态氦的沸点为-269℃，是所有气体中最难被液化的，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。所以，液態氦可用於各種超低溫技術的研究，而且溫度在-271℃以下的液氦會成為一種超流體，具有超導性、低黏滯性等許多反常的性質，這對於研究尖端科學技術具有重要意義。
氖氣在燈管中通電會發出紅光，該紅光透霧性強，因此氖燈常在港口、機場等場所用作燈標。氖氣還用於雷射器、絕緣檢測器、高頻驗電器等場合，並作為低溫冷卻劑、特種混合氣等使用。
氬氣在高能射線照射下會產生帶電粒子，利用這個原理，人們研製出了氬氣計數器，用於宇宙飛船和人造衛星上，計數器獲得的信號可以判定宇宙空間輻射帶的位置和強度。
氪氣常填充於弧光燈中。氪氣能吸收x射線，所以還用作x射線的遮光材料。在醫療上，氪的同位素可作為顯跡劑，放射性氪還可用於密閉容器的檢漏和材料厚度的測定。更神奇的是，用放射性同位素氪（kr-85）製成的原子燈不需電能。
氙氣具有較強的紫外光輻射，可用於光降解及其他光催化研究，以及在醫療領域用於製取無副作用的麻醉劑。在原子能工業上，氙還可以用來檢驗高速粒子等的存在。
利用稀有氣體還可以製成多種混合氣體的雷射器，如"氦--氖雷射器"等，這些雷射器可應用於高科技測量及通信等領域。