При нормальных условиях гелий — газ без цвета и запаха. Плотность — 0,178 кг/куб. м, tкип. −268,93 °С. Гелий — единственный элемент, который в жидком состоянии не отвердевает при нормальном давлении, как бы глубоко его ни охлаждали. Гелий обладает сверхтекучестью (способностью течь без вязкости). Наименьшее давление, необходимое для перевода жидкого гелия в твердый — 2,5 МПа, при этом tпл −272,1 °С. Теплопроводность (при 0 °С) 2,1×10-2 Вт/м·К. Молекула гелия состоит из одного атома. В 1л воды при 20 °С растворяется около 8,8 мл гелия. Устойчивые химические соединения гелия не получены.