在室温和大气压力下，氦气是无色、无味的气体。它在干空气中的体积含量为5.24×10-6。是人类发现临界温度最低的物质。进行低压放电时显深黄色。

  氦气不能仅靠将饱和液体冷却到绝对零度而固化。要使氦气固化，必须施以相应压力。在2.173K，氦气将或多少从正常液体转变成一种具有独特性质的流体。温度高于2.173K的液体称为氦Ⅰ。低于此温度的液体称为氦Ⅱ。氦Ⅱ为超流体。它的熵为零，热导率极高，黏度几乎为零。

  由于液氦温度低，用液氦冷却某些金属或金属化合物，金属或金属化合物的电阻会完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。

  因为氦气传播声音的速度差不多为空气的三倍，所以吸入氦气的人说话的声音会变高频率。这个有趣的现像，使得吸入氦气的人说话尖声细气，就好像旧时的卡通人物一样。

  氦气是单原子气体，化学性质不活泼。氦气一般不生成化合物，在低压放电管中受激发可形成He+2、HeH等离子及分子。