Vid rumstemperatur är helium en extremt lätt, färglös, luktfri och smaklös monoatomisk gas. Det är den svåraste av alla gaser att göra flytande och är ett ämne som inte kan stelna under standardatmosfärstryck. När den väl har gjorts flytande, när temperaturen sjunker till 2,174 K, uppvisar den unika egenskaper som extremt låg ytspänning, exceptionellt hög värmeledningsförmåga och försumbar viskositet. Flytande helium kan användas för att uppnå kryogena temperaturer som närmar sig absolut noll.
Kemiskt sett är helium mycket inert; men när den utsätts för en elektrisk-lågtrycksurladdning avger den ett djupt gult sken. I allmänhet bildar det inte kemiska föreningar; men när den exciteras i ett lågtrycksurladdningsrör,-kan den övergående bilda joner och molekyler som He²⁺ och HeH. Under vanliga förhållanden är det extremt svårt för helium att reagera med andra ämnen, även om det under specifika förhållanden kan bilda föreningar med vissa metaller. När flytande heliums temperatur sjunker till 2,18 K, genomgår dess egenskaper en plötslig, dramatisk omvandling: dess viskositet blir praktiskt taget noll-och blir en "supervätska" som kan strömma uppåt längs väggarna i dess behållare-och dess värmeledningsförmåga blir 800 gånger högre än kopparns ledning eller effektivare än kopparn; dessutom uppvisar dess specifika värmekapacitet, ytspänning och kompressibilitet alla avvikande beteenden. Denna extraordinära vätska betecknas som Liquid Helium II, medan det normala flytande tillståndet kallas Liquid Helium I.
