Wie alle anderen Edelgase (Neon, Argon, Krypton, Xenon) ist Helium sehr reaktionsträge, es ist das „edelste“ unter diesen. Selbst das aggressive Fluor reagiert nicht mit Helium. Daher sind in der Natur keine Heliumverbindungen bekannt. Im Jahre 1992 gelang es in den USA, unter einem Druck von 77000 Atmosphären die Helium-Stickstoff-Verbindung He(N₂)₁₁ herzustellen. Bei Normaldruck zerfällt diese Verbindung jedoch sofort wieder. Lit [7]  Die Reaktionsträgheit des Edelgases kann mit dem atomaren Aufbau eines Helium-Atoms begründet werden. Die Valenzschale, das s-Orbital, ist mit zwei Elektronen voll besetzt. Aufgrund der Nähe zum Atomkern sind diese sehr stark an das Atom gebunden.  Bei sehr tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt bei −273,15 °C wandelt sich Helium in eine Supraflüssigkeit um. Dieses sogenannte „Helium II“ ist der beste bekannte Wärmeleiter und besitzt eine 300 mal höhere Wärmeleitfähigkeit als Silber. Außerdem fließt es ohne innere Reibung und durchdringt selbst winzigste Öffnungen.

 
Film

Helium-Atome des Isotops He-4 besitzen zwei Protonen, zwei Elektronen und zwei Neutronen. Das natürliche Helium besteht aus einem Gemisch von zwei verschiedenen Isotopen. Mit einem Anteil von 0,00014 % kommt das Isotop He-3, das pro Atom nur ein Neutron besitzt, relativ selten vor. Bestimmte, radioaktive Stoffe, die Alphastrahler, senden Teilchen aus, welche aus Helium-Kernen bestehen. Diese sind zweifach positiv geladen, es fehlen ihnen zwei Elektronen.

Anteil der Edelgase in der Luft in Volumenprozent

Argon 0,9340 Neon 0,001818 Helium 0,0005240 Krypton 0,000114 Xenon 0,0000087 Radon 6 × 10−18

Argon ist das häufigste Edelgas in der Luft, gefolgt von Neon und Helium.  Lit [5]

Die Herstellung von Helium erfolgt hauptsächlich aus Erdgas. Manche Erdgase enthalten einen Anteil von bis zu zwölf Prozent Helium. Bei mehr als 0,3 Prozent gelten sie bereits als heliumreich. Die USA als Hauptproduzent stellen etwa vier Fünftel des Heliums auf dem Weltmarkt her. Allerdings werden die Ressourcen mit der Erschöpfung des Erdgases zur Neige gehen. Das Erdgas wird zunächst mit Ethylenglycol getrocknet und dann in eine Trennanlage geleitet. Schwefelwasserstoff und Kohlenstoffdioxid werden absorbiert, dann erfolgt eine Verflüssigung mit der Abtrennung des Methans und des Stickstoffs durch fraktionierte Destillation. Das Restgas wird nochmals mit Hilfe von Absorptionsmitteln gereinigt, und man erhält Helium mit hoher Reinheit. Zum Transport wird das Helium verflüssigt, da das flüssige Helium auf relativ kleinem Raum transportiert werden kann. In erdgasarmen Gegenden erhält man Helium auch durch die fraktionierte Destillation von verflüssigter Luft nach dem Lindeverfahren.  

Tiefseetaucher benutzen ein Gemisch aus Helium mit Stickstoff und Sauerstoff. Helium besitzt den Vorteil, dass es bei hohem Partialdruck in großen Wassertiefen eine geringere Narkosewirkung aufweist als Stickstoff. Beim Tauchen mit gewöhnlicher Druckluft, einem Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch, kann ab 30 Metern Tiefe ein Tiefenrausch auftreten. Dieser narkotische, rauschähnliche Zustand ist lebensgefährlich für jeden Taucher. Beim Tauchen mit Helium-Gemischen in einer Tiefe von mehreren hundert Metern kann es zum „Heliumzittern“ kommen (High Pressure Nervous Syndrome, HPNS). Hierbei verursacht das Helium eine Störung im zentralen Nervensystem. Bei einem so hohen Druck wirkt auch Sauerstoff toxisch. In speziellen Atemgas-Gemischen mit Sauerstoff, Stickstoff und Helium für Tiefseetaucher wie Trimix ist der Sauerstoffanteil daher leicht reduziert. Die gefürchtete Taucherkrankheit kommt beim Tauchen mit Helium übrigens ebenfalls vor, wenn man zu schnell auftaucht und durch die schnelle Druckentlastung die im Blut gelösten Gase plötzlich in das Körpergewebe ausperlen. Eine Helium-Sauerstoff-Mischung wird in der Medizin für Asthmatiker eingesetzt. Diese Mischung strömt besser durch enge Poren als eine Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff.