Кларк ванадия 0,009% [Виноградов А. П., 1962 г.]. Наиболее высокие средние содержания его отмечаются в габбро и базальтах (2,3—2,9∙10-2%), в них заключено примерно 90% всего количества ванадия, связанного с эндогенными процессами. В осадочных породах значительное накопление ванадия происходит в биолитах (асфальтитах, углях, битуминозных фосфатах), битуминозных сланцах, бокситах, а также в оолитовых и кремнистых железных рудах.
Например, средние содержания ванадия в асфальтитах 540∙10-3%, в битуминозных сланцах 100∙10-3%, в бокситах 60∙10-3%. Ванадий накапливается как в эндогенных, так и в экзогенных условиях. Близость ионных радиусов. V3+ и широко распространенных в магматических породах Fe3+ и Ti4+ приводит к тому, что ванадий в гипогенных процессах целиком находится в рассеянном состоянии [Холодов В. Н., 1970 г.] и не образует собственных минералов. Его носителями являются многочисленные минералы титана (титаномагнетит, сфен, рутил, ильменит), слюды, пироксены и гранаты, обладающие повышенной изоморфной емкостью по отношению к ванадию.
По-иному ведет себя ванадий в экзогенном процессе. Он легко переносится в растворах и адсорбируется различными природными продуктами. Среднее содержание ванадия в речных водах 1∙10-7%. Коэффициент водной миграции ванадия небольшой и близок к коэффициенту миграции бериллия. Исследования Г. С. Коновалова и др. [1968 г.] показали, что в 24 крупнейших реках Советского Союза в среднем около 87% V перемещается в виде взвеси и только 13% мигрирует в истинно растворенной форме. В воде морей содержание V 0,001—0,003 мг/л, он непрерывно удаляется из нее в осадок, причем главными осадителями являются гидроокислы железа, алюминия и органическое вещество. Возможно, ванадий осаждается также кремнеземом. Повышенное количество ванадия встречается в некоторых видах растений и животных (например, в крови некоторых голотурий содержится до 10% V).
В зоне гипергенеза растворы, обогащенные ванадием, легко вступают в химические соединения с рядом компонентов и образуют различные ванадаты.
Из достаточно большого числа минералов ванадия только некоторые образуют промышленные концентрации. К ним относятся: роскоэлит KV2AlSi3O10(OH)2 (19—29% V2O5); карнотит K2U2(VO4)2O4∙3H2O (20% V2O5); патронит VS2 или V2S5 (до 25% V2O5); ванадинит Pb5[VO4]3Cl (19% V2O5), деклуазит (Zn, Cu)Pb(VO4)OH (до 23% V2O5). Ванадий в основном (70%) вырабатывается из титаномагнетитовых руд — титаномагнетита и магнетита (обычно содержание V менее 1 %). В титаномагнетите за счет присутствия мелких включений кульсонита (FeO∙V2O3; V2O5 55,5—72,0%) содержание ванадия может достигать нескольких процентов. Повышенное содержание ванадия (до 1—2% V2O5) нередко наблюдается в эгирине, сфене, гранате, амфиболах, биотите и в некоторых других минералах, но из них ванадий пока не извлекается.