Lorsque la température tombe à 2,174 K après liquéfaction, elle a les propriétés particulières d’une faible tension de surface, d’une forte conductivité thermique et d’une viscosité extrêmement faible. L’utilisation d’hélium liquide peut obtenir des températures basses proches du zéro absolu.

La fonction chimique est stable, et il apparaît jaune foncé lors de l’exécution de décharge basse tension. En général, aucun composé n’est formé, et il peut former he2+, plasma HeH et molécules lorsqu’il est excité dans un tube de décharge basse pression. Dans des conditions normales, il est difficile de réagir avec d’autres substances. Dans certaines conditions, il peut former des composés avec certains métaux.

Lorsque la température tombe à 2,18 K, les propriétés de l’hélium liquide changeront soudainement, la viscosité est très faible, et il devient un super fluide qui peut couler vers le haut le long de la paroi du récipient. La conductivité thermique est 800 fois celle du cuivre. Il devient un conducteur thermique avec une excellente conductivité thermique. Sa capacité thermique spécifique, sa tension de surface et sa compressibilité sont toutes anormales. Ce liquide anormal est appelé hélium liquide II, et l’hélium liquide normal est appelé hélium liquide I.