Helium ist nach Wasserstoff das zweitleichteste Element und zugleich das Element mit dem niedrigsten Siedepunkt, das am schwersten zu verflüssigen ist. Bei Raumtemperatur ist es ein farbloses, geruchloses Edelgas mit außerordentlich stabiler Chemie. Seine größte Hightech-Anwendung ist die kryogene Kühlung: Flüssiges Helium siedet nahe dem absoluten Nullpunkt und ist das einzige praktikable Kühlmittel für supraleitende Magnete in MRT-Scannern in Krankenhäusern, Teilchenbeschleunigern, Quantencomputing-Experimenten und großen Forschungsanlagen, ohne die diese Geräte nicht arbeiten können. Beim Tiefsee- und Sättigungstauchen ersetzen Helium-Sauerstoff-Atemgemische den Stickstoff, um den Tiefenrausch zu verhindern und die Dekompressionszeit zu verkürzen; sie werden auf Offshore-Öl- und Gasplattformen sowie bei Bergungsarbeiten breit eingesetzt.
Beim Schweißen machen die Inertheit und die hohe Wärmeleitfähigkeit des Heliums es zum bevorzugten Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminiumlegierungen, Edelstahl, Kupfer und Magnesium sowie zur Inertatmosphäre beim Züchten von Halbleiterkristallen und beim Ziehen von Glasfasern. Weil Heliumatome winzig und chemisch inert sind, ist Helium zudem das Referenz-Spürgas für die Lecksuche an Klimaanlagen, Kühlschränken, Gasflaschen und Schweißnähten von Flugzeugen und Raumfahrzeugen. Im Alltag füllt Helium Partyballons, Luftschiffe und aufblasbares Spielzeug: Seine weit unter der von Luft liegende Dichte erzeugt Auftrieb, und anders als Wasserstoff brennt es nicht. Helium wird gerade deshalb bevorzugt, weil es einen extrem niedrigen Siedepunkt und eine extreme chemische Inertheit besitzt und selbst bei kryogenen Extrembedingungen und in Gegenwart hochreaktiver Metalle nicht reagiert.
Helium ist ein Edelgas mit abgeschlossener Elektronenschale und außerordentlich stabiler Chemie; es bildet nahezu keine stabilen neutralen Verbindungen, sodass sein industrieller und ziviler Nutzen fast vollständig aus den physikalischen Eigenschaften des Elementgases selbst stammt – geringe Dichte, niedriger Siedepunkt und chemische Inertheit. Die einzigen bekannten Heliumspezies treten unter extremen kryogenen, Hochdruck- oder matrixisolierten Laborbedingungen auf, etwa hypothetische Moleküle vom Typ Heliumdifluorid und Clathrate; sie sind bei Normalbedingungen instabil und haben keine praktische Verwendung. Was der Markt als Heliumverbindungen bezeichnet, meint im Allgemeinen heliumhaltige Gasgemische oder mit Helium gefüllte Produkte, nicht chemische Verbindungen im strengen Sinn.
