Гелій широко використовується у військовій промисловості, наукових дослідженнях, нафтохімії, холодильній техніці, медичній промисловості, напівпровідниковій промисловості, виявленні витоків у трубопроводах, експериментах з надпровідністю, виробництві металу, глибоководному зануренні, високоточному зварюванні, виробництві оптоелектронних виробів тощо.
(1) Низькотемпературне охолодження: використовуючи низьку температуру кипіння рідкого гелію -268,9 °C, рідкий гелій можна використовувати для наднизького охолодження.Технологія ультранизького охолодження має широкий спектр застосувань у надпровідних технологіях та інших галузях.Надпровідні матеріали мають бути при низькій температурі (близько 100 К), щоб проявити надпровідні властивості.У більшості випадків тільки рідкий гелій може легко досягти такої надзвичайно низької температури..Надпровідна технологія широко використовується в поїздах на магнітній підвісці в транспортній галузі та обладнанні МРТ у галузі медицини.
(2) Надування повітряної кулі: оскільки густина гелію набагато менша, ніж густина повітря (щільність повітря становить 1,29 кг/м3, густина гелію становить 0,1786 кг/м3), а хімічні властивості є надзвичайно неактивними, що є безпечніший за водень (водень у повітрі може бути легкозаймистим, можливо, вибухонебезпечним), гелій часто використовується як наповнювальний газ у космічних кораблях або рекламних кульках.
(3) Перевірка та аналіз: надпровідні магніти аналізаторів ядерного магнітного резонансу, які зазвичай використовуються в аналізі інструментів, необхідно охолоджувати рідким гелієм.У газовому хроматографічному аналізі гелій часто використовують як газ-носій.Використовуючи хорошу проникність і негорючість гелію, гелій також використовується для вакуумного виявлення витоку, наприклад, гелієві мас-спектрометричні течешукачі.
(4) Захисний газ: використовуючи неактивні хімічні властивості гелію, гелій часто використовується як захисний газ для зварювання магнію, цирконію, алюмінію, титану та інших металів.
(5) Інші аспекти: гелій можна використовувати як газ під тиском для транспортування рідких палив, таких як рідкий водень і рідкий кисень, на ракетах і космічних кораблях у високовакуумних пристроях і ядерних реакторах.Гелій також використовується як очисний засіб для атомних реакторів, у змішаному газі для дихання в галузі морських розробок, як наповнювальний газ для газових термометрів тощо.