Helij se naširoko koristi u vojnoj industriji, znanstvenim istraživanjima, petrokemiji, hlađenju, liječenju, poluvodiču, otkrivanju curenja iz cjevovoda, eksperimentu supravodljivosti, proizvodnji metala, ronjenju u dubokom moru, visokopreciznom zavarivanju, proizvodnji optoelektroničkih proizvoda itd.
(1) Hlađenje na niskim temperaturama: Koristeći nisko vrelište tekućeg helija od -268,9 °C, tekući helij se može koristiti za hlađenje na ultra niskim temperaturama.Tehnologija hlađenja na ultra niskim temperaturama ima širok raspon primjena u tehnologiji supravodljivosti i drugim područjima.Supravodljivi materijali moraju biti na niskoj temperaturi (oko 100 K) da bi pokazali supravodljiva svojstva.U većini slučajeva samo tekući helij može lako postići tako ekstremno nisku temperaturu..Tehnologija supravodljivosti naširoko se koristi u vlakovima maglev u transportnoj industriji i opremi za MRI u medicinskom području.
(2) Napuhavanje balona: Budući da je gustoća helija mnogo manja od gustoće zraka (gustoća zraka je 1,29 kg/m3, gustoća helija je 0,1786 kg/m3), a kemijska svojstva su izuzetno neaktivna, što je sigurniji od vodika (vodik u zraku može biti zapaljiv, moguće eksplozivan), helij se često koristi kao plin za punjenje svemirskih brodova ili reklamnih balona.
(3) Pregled i analiza: Supravodljivi magneti analizatora nuklearne magnetske rezonancije koji se obično koriste u analizi instrumenata moraju se hladiti tekućim helijem.U analizi plinske kromatografije, helij se često koristi kao plin nosač.Iskorištavajući prednosti dobre propusnosti i nezapaljivosti helija, helij se također koristi u detekciji curenja u vakuumu, kao što su detektori curenja masenim spektrometrom helija.
(4) Zaštitni plin: Koristeći neaktivna kemijska svojstva helija, helij se često koristi kao zaštitni plin za zavarivanje magnezija, cirkonija, aluminija, titana i drugih metala.
(5) Ostali aspekti: Helij se može koristiti kao plin pod tlakom za transport tekućih pogonskih goriva kao što su tekući vodik i tekući kisik na raketama i svemirskim letjelicama u uređajima visokog vakuuma i nuklearnim reaktorima.Helij se također koristi kao sredstvo za čišćenje atomskih reaktora, u miješanom plinu za disanje u području pomorskog razvoja, kao plin za punjenje plinskih termometara itd.