L'heli s'utilitza àmpliament en la indústria militar, la investigació científica, la petroquímica, la refrigeració, el tractament mèdic, els semiconductors, la detecció de fuites de canonades, l'experiment de superconductivitat, la fabricació de metalls, el busseig en aigües profundes, la soldadura d'alta precisió, la producció de productes optoelectrònics, etc.
(1) Refrigeració a baixa temperatura: utilitzant el baix punt d'ebullició de l'heli líquid de -268,9 °C, l'heli líquid es pot utilitzar per a un refredament a temperatura ultra baixa.La tecnologia de refrigeració de temperatura ultra baixa té una àmplia gamma d'aplicacions en tecnologia superconductora i altres camps.Els materials superconductors han d'estar a baixa temperatura (uns 100 K) per mostrar propietats superconductores.En la majoria dels casos, només l'heli líquid pot aconseguir fàcilment una temperatura tan baixa..La tecnologia superconductora s'utilitza àmpliament en trens maglev a la indústria del transport i equips de ressonància magnètica en l'àmbit mèdic.
(2) Inflació del globus: com que la densitat de l'heli és molt menor que la de l'aire (la densitat de l'aire és d'1,29 kg/m3, la densitat de l'heli és de 0,1786 kg/m3) i les propietats químiques són extremadament inactives, la qual cosa és més segur que l'hidrogen (l'hidrogen pot estar a l'aire inflamable, possiblement explosiu), l'heli s'utilitza sovint com a gas d'ompliment en naus espacials o globus publicitaris.
(3) Inspecció i anàlisi: els imants superconductors dels analitzadors de ressonància magnètica nuclear que s'utilitzen habitualment en l'anàlisi d'instruments s'han de refredar amb heli líquid.En l'anàlisi de cromatografia de gasos, l'heli s'utilitza sovint com a gas portador.Aprofitant la bona permeabilitat i la no inflamabilitat de l'heli, l'heli també s'utilitza en la detecció de fuites al buit, com ara els detectors de fuites de l'espectròmetre de masses d'heli.
(4) Gas de protecció: utilitzant les propietats químiques inactives de l'heli, l'heli s'utilitza sovint com a gas de protecció per a la soldadura de magnesi, zirconi, alumini, titani i altres metalls.
(5) Altres aspectes: l'heli es pot utilitzar com a gas a pressió per al transport de propulsors líquids com l'hidrogen líquid i l'oxigen líquid en coets i naus espacials en dispositius d'alt buit i reactors nuclears.L'heli també s'utilitza com a agent de neteja per a reactors atòmics, en el gas mixt per respirar en el camp del desenvolupament marí, com a gas d'ompliment per a termòmetres de gas, etc.