L’element natural és constituït pel núclid 4He i conté traces del núclid 3He (10- 4%). Hom en coneix un sol núclid artificial, 6He, molt inestable. L’heli fou identificat per primera vegada, el 1868, en l’espectre solar per Lockyer i Frankland. El 1895 Ramsay, a la Gran Bretanya, i Cleve i Langlet, a Suècia, l’identificaren en el gas que Hillebrand havia obtingut (1891) per acció d’àcids sobre un mineral de l’urani: la cleveïta. Ramsay, Travers i Holding l’obtingueren més tard (1898) separant-lo del neó atmosfèric. La totalitat de l’heli emprat actualment prové dels gasos naturals. El nucli de l’heli (He+ +), que conté dos protons i dos neutrons, constitueix la partícula α emesa pels cossos radioactius, la qual cosa explica la presència d’aquest element en l’atmosfera i en els minerals uranífers. Ininflamable, l’heli ha estat emprat sobretot per a inflar els dirigibles, balons sonda meteorològics, etc; la seva viscositat, gairebé nul·la, i la seva feble solubilitat dins l’aigua i els líquids aquosos (sang) el fan apte per a produir les atmosferes artificials de les campanes d’immersió destinades al treball de bussos (79% d’heli, 21% d’oxigen) i en la terapèutica de certes malalties pulmonars. Ha estat utilitzat, amb força èxit, com a gas inert de protecció en la soldadura dels metalls lleugers i en l’enllumenat elèctric. La seva mescla amb el gas neó és emprada com a font de llum en l’espectroscòpia Raman.
Propietats físiques de l'heli
| nombre atòmic | 2 |
| pes atòmic | 4,0026 |
| estructura electrònica | 1s2 |
| estat d’oxidació | 0 |
| densitat | 0,126 g/ml |
| punt de fusió | -272,2ºC |
| punt d’ebullició | -268,93ºC |
| temperatura crítica | He3: 3,31 K |
| He3: 5,19 K | |
| pressió crítica | He3: 0,114 MPa |
| He3: 0,227 MPa | |
| solubilitat en aigua (a 25ºC) | 9,4 cm3/l |
| potencial d’ionització, en eV | I: 24,587 |
| II: 54,416 |