19世纪90年代，当时人们以为空气中只有氧气和氮气两种成分。英国科学家瑞利决定测量氮气的密度，他分别用两种不同的方式来制取氮气，一种是让空气中的氧气与铜化合，以为剩下的都是氮气，测得的密度为1.2572g／L。第二种方法是让氧气与氨气发生化学反应，生成水和氮气，测得的密度为1.2508g／L。两种方法结果相差0.0064g。
瑞利重复测量了很多次，结果还是一样。他十分不解，找来另一位科学家拉姆赛帮忙，通过一系列化学反应将空气中的水汽、二氧化碳、氧气和氮气逐步去除，最后发现一种新的气体元素，密度约为氢气的20倍，在空气中含量很低。这种元素性质很特别，几乎不与任何物质发生化学反应。科学家给它起名为氩，意思是它很“懒惰”。
几年后，拉姆赛又在沥青铀矿石中发现了另一种新元素，通过光谱分析确认，这是20多年前天文学家首次在太阳上发现的元素氦。
此后，拉姆赛通过制冷机将空气制成液态，然后根据各种气体的不同沸点，利用冷凝挥发过程来分离它们，先后发现了氪、氖、氙三种新元素。它们在空气中所占的比例分别为：氩0.94％，氖0.0018％，氦0.0005％，氪0.00011％，氙0.000009％。由于它们的含量很少，因此被称为稀有气体。在通常情况下，稀有气体的化学性质很不活泼，不易与其他物质发生反应，又被称为惰性气体。在元素周期表上，氦、氖、氩、氪、氙排为单独的一族，即零族元素。
拉姆赛因此而获得1904年诺贝尔化学奖，瑞利则在同一年获得诺贝尔物理学奖。