يستخدم الهيليوم على نطاق واسع في الصناعة العسكرية، والبحث العلمي، والبتروكيماويات، والتبريد، والعلاج الطبي، وأشباه الموصلات، واكتشاف تسرب خطوط الأنابيب، وتجربة الموصلية الفائقة، وتصنيع المعادن، والغوص في أعماق البحار، واللحام عالي الدقة، وإنتاج المنتجات الإلكترونية البصرية، وما إلى ذلك.
(1) التبريد بدرجة حرارة منخفضة: باستخدام نقطة الغليان المنخفضة للهيليوم السائل البالغة -268.9 درجة مئوية، يمكن استخدام الهيليوم السائل للتبريد بدرجة حرارة منخفضة للغاية.تتمتع تقنية التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية بمجموعة واسعة من التطبيقات في تكنولوجيا الموصلية الفائقة والمجالات الأخرى.يجب أن تكون المواد فائقة التوصيل عند درجة حرارة منخفضة (حوالي 100 كلفن) لإظهار خصائص التوصيل الفائق.في معظم الحالات، الهيليوم السائل فقط يمكنه بسهولة الوصول إلى درجة حرارة منخفضة للغاية..تُستخدم تقنية التوصيل الفائق على نطاق واسع في قطارات ماجليف في صناعة النقل ومعدات التصوير بالرنين المغناطيسي في المجال الطبي.
(2) تضخم البالون: بما أن كثافة الهيليوم أصغر بكثير من كثافة الهواء (كثافة الهواء 1.29 كجم/م3، كثافة الهيليوم 0.1786 كجم/م3)، والخصائص الكيميائية غير نشطة للغاية، وهو أكثر أمانًا من الهيدروجين (الهيدروجين يمكن أن يكون قابلاً للاشتعال في الهواء، وربما قابل للانفجار)، وغالبًا ما يستخدم الهيليوم كغاز تعبئة في السفن الفضائية أو البالونات الإعلانية.
(3) الفحص والتحليل: تحتاج المغناطيسات فائقة التوصيل لمحللات الرنين المغناطيسي النووي المستخدمة عادة في تحليل الأجهزة إلى تبريدها بالهيليوم السائل.في التحليل اللوني للغاز، غالبا ما يستخدم الهيليوم كغاز حامل.من خلال الاستفادة من النفاذية الجيدة وعدم القابلية للاشتعال للهيليوم، يتم استخدام الهيليوم أيضًا في الكشف عن تسرب الفراغ، مثل أجهزة كشف تسرب مطياف كتلة الهيليوم.
(4) غاز التدريع: باستخدام الخواص الكيميائية غير النشطة للهيليوم، غالبًا ما يستخدم الهيليوم كغاز تدريع لحام المغنيسيوم والزركونيوم والألومنيوم والتيتانيوم والمعادن الأخرى.
(5) جوانب أخرى: يمكن استخدام الهيليوم كغاز مضغوط لنقل الوقود الدفعي السائل مثل الهيدروجين السائل والأكسجين السائل على الصواريخ والمركبات الفضائية في الأجهزة ذات الفراغ العالي والمفاعلات النووية.كما يستخدم الهيليوم كعامل تنظيف للمفاعلات الذرية، وفي الغاز المختلط للتنفس في مجال التنمية البحرية، وكغاز تعبئة لمقاييس الحرارة الغازية، وغيرها.