L'hélium était initialement utilisé dans les ballons dirigeables. De nos jours, est utilisé tout comme l'argon, dans la production d'une atmosphère gazeuse inerte lors du soudage du magnésium, de l'aluminium et du titane ; il peut être utilisé dans le refroidissement des réacteurs nucléaires comme moyen de transfert, car il s'agit d'un gaz inerte.
L'hellium est également utilisé, mélangé à de l'oxygène, dans le traitement de l'asthme car il se diffuse très facilement dans les poumons. Il peut également être utilisé dans les mélanges respiratoires pour les plongeurs de grande profondeur, car il est moins soluble dans le sang que l'azote.
À l'état liquide, il est utilisé pour atteindre des températures extrêmement basses dans les appareils électroniques ou pour des études dans la région de 0 à 5 K. L'Hellium est également le gaz adéquat pour les thermomètres à gaz à basse température en raison de son point d'ébullition bas et de son comportement presque idéal. 
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