Lorsque la température tombe à 2,18 K, les propriétés de l’hélium liquide changent soudainement, la viscosité est très faible et il devient un super fluide qui peut s’écouler vers le haut le long de la paroi du récipient. La conductivité thermique est 800 fois supérieure à celle du cuivre. Il devient un conducteur thermique avec une excellente conductivité thermique. Sa capacité thermique spécifique, sa tension superficielle et sa compressibilité sont toutes anormales. Ce liquide anormal est appelé hélium liquide II, et l’hélium liquide normal est appelé hélium liquide I.Lorsque la température tombe à 2,174K après la liquéfaction, il a les propriétés spéciales d’une faible tension superficielle, 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 apparaît jaune foncé lors de la décharge basse tension. Généralement, aucun composé n’est formé, et il peut former He2+, heH plasma 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.

À température ambiante, l’hélium est un gaz monoatomique extrêmement léger, incolore, inodore et insipide. C’est le plus difficile à liquéfier de tous les gaz, et c’est la substance qui ne peut pas être solidifiée sous pression atmosphérique standard.