氦單質在極低溫度下由氣態氦轉變為液態氦。由于氦原子間的相互作用（范德華力）和原子質量都很小，很難液化，更難凝固。富同位素4He的氣液相變曲線的臨界溫度和臨界壓強分別為5.20K和2.26大氣壓，一個標準大氣壓下的溫度為4.215K.在常壓下，溫度從臨界溫度下降至絕對零度時，氦始終保持為液態，不會凝固，只有在大于25大氣壓時才出現固態。

氦是最不活潑的元素，而且極難液化。氦的應用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑等等。氦氣在衛星飛船發射、導彈武器工業、低溫超導研究、半導體生產等方面具有重要用途。