氦气在科学实验、临床和工业生产上都有着非常广泛的用途。从大型强子对撞机到点焊机（一种焊接机器），液氦被广泛地用来冷却设备，因为它既方便又有效。另外，液氦的用途是用在磁共振成像设备中。磁共振成像可以应用于全身各系统的成像诊断，而其设备中的超导磁体需要用液氦来冷却到接近零度。这种医学设备是用氦大户，用氦量大约占全世界用氦量的1/3。由于氦气比氢气安全，可以用氦气代替氢气充填飞船、气象气球等。氦气还可以作为色谱和载气，随着宇宙空间技术、激光技术和红外线探测技术的发展，氦还有着广泛的用途。 利用液氦的-268.9℃的低沸点，液氦可以用于超低温冷却。而超低温冷却技术在超导技术等领域有较广泛的应用，超导材料需要在低温（100K左右）中才能表现出超导特性，大多数情况下只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。
液氦的导热率异乎寻常地高，其内部不可能出现温差，因而内部不可能汽化，即不能沸腾。当利用抽气方法减低蒸气压时，开始阶段出现激烈的沸腾，温度降低至λ点以下时，沸腾突然停止，液面平静如镜，汽化只发生在液面。氦在常温常压下为无色无臭无味无毒的惰性气体。不燃烧。微溶于水和。氦是仅次于氢的轻气体，易扩散和渗透，化学性质稳定，因此，常用它作探漏气体。化学性能稳定，进行低压放电时显深黄色。一般不生成化合物，在低压放电管中受激发可形成He2+、HeH等离子及分子。一般状态下很难和其他物质发生反应，在特定条件下和某些金属可形成化合物。
氦气可作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂，大量用于宇宙飞船和超音速飞机上。氦气有优良的渗透性，用于核反应堆的冷却，火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。用氦气作为示踪气体，将氦气充入待检工件，然后通过氦检漏仪能迅速准确的判断工件是否有漏气，这是氦气检漏的原理。氦气应保证气瓶在使用的全过程中为固定状态，用一个减压调节阀或独立的控制阀安全地从气瓶内释放气体，单向阀来防止倒流。
氦用作冶炼及焊接时的保护气体，这在造船以及飞机、宇宙飞船、火箭的制造等方面非常重要。液体氦可获得接近相对温度（-273℃）的低温，用于制造超导设备。用氦气作为示踪气体，将氦气充入待检工件，然后通过氦检漏仪能迅速准确的判断工件是否有漏气，这是氦气检漏的原理。吸入纯氦气会立即失去知觉并且几乎立即身亡。在大量使用气态氦或液氦时，应在通风良好的地方进行，以避免形成缺氧空气。