Το ήλιο χρησιμοποιείται ευρέως στη στρατιωτική βιομηχανία, την επιστημονική έρευνα, την πετροχημική, την ψύξη, την ιατρική θεραπεία, τον ημιαγωγό, την ανίχνευση διαρροών αγωγών, το πείραμα υπεραγωγιμότητας, την κατασκευή μετάλλων, τις καταδύσεις βαθιάς θάλασσας, τη συγκόλληση υψηλής ακρίβειας, την παραγωγή οπτοηλεκτρονικών προϊόντων κ.λπ.
(1) Ψύξη σε χαμηλή θερμοκρασία: Χρησιμοποιώντας το χαμηλό σημείο βρασμού του υγρού ηλίου των -268,9 °C, το υγρό ήλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψύξη εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας.Η τεχνολογία ψύξης εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην τεχνολογία υπεραγώγιμων και σε άλλους τομείς.Τα υπεραγώγιμα υλικά πρέπει να βρίσκονται σε χαμηλή θερμοκρασία (περίπου 100 K) για να παρουσιάζουν υπεραγώγιμες ιδιότητες.Στις περισσότερες περιπτώσεις, μόνο υγρό ήλιο μπορεί εύκολα να επιτύχει τόσο εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία..Η υπεραγώγιμη τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως σε τρένα maglev στη βιομηχανία μεταφορών και εξοπλισμό MRI στον ιατρικό τομέα.
(2) Φούσκωμα μπαλονιού: Δεδομένου ότι η πυκνότητα του ηλίου είναι πολύ μικρότερη από αυτή του αέρα (η πυκνότητα του αέρα είναι 1,29kg/m3, η πυκνότητα του ηλίου είναι 0,1786kg/m3), και οι χημικές ιδιότητες είναι εξαιρετικά ανενεργές, πράγμα που είναι ασφαλέστερο από το υδρογόνο (το υδρογόνο μπορεί να είναι στον αέρα εύφλεκτο, πιθανώς εκρηκτικό), το ήλιο χρησιμοποιείται συχνά ως αέριο πλήρωσης σε διαστημόπλοια ή διαφημιστικά μπαλόνια.
(3) Επιθεώρηση και ανάλυση: Οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες των αναλυτών πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού που χρησιμοποιούνται συνήθως στην ανάλυση οργάνων πρέπει να ψύχονται με υγρό ήλιο.Στην ανάλυση αέριας χρωματογραφίας, το ήλιο χρησιμοποιείται συχνά ως αέριο φορέα.Εκμεταλλευόμενοι την καλή διαπερατότητα και τη μη ευφλεκτότητα του ηλίου, το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης στην ανίχνευση διαρροών κενού, όπως οι ανιχνευτές διαρροής με φασματόμετρο μάζας ηλίου.
(4) Αέριο θωράκισης: Χρησιμοποιώντας τις ανενεργές χημικές ιδιότητες του ηλίου, το ήλιο χρησιμοποιείται συχνά ως προστατευτικό αέριο για τη συγκόλληση μαγνησίου, ζιρκονίου, αλουμινίου, τιτανίου και άλλων μετάλλων.
(5) Άλλες πτυχές: Το ήλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αέριο υπό πίεση για τη μεταφορά υγρών προωθητικών ουσιών όπως υγρό υδρογόνο και υγρό οξυγόνο σε πυραύλους και διαστημόπλοια σε συσκευές υψηλού κενού και πυρηνικούς αντιδραστήρες.Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης ως καθαριστικό για ατομικούς αντιδραστήρες, στο μικτό αέριο για την αναπνοή στον τομέα της θαλάσσιας ανάπτυξης, ως αέριο πλήρωσης για θερμόμετρα αερίου κ.λπ.