液氦的熔点-272.2℃（25个大气压），沸点-268.785℃，温度在这之间。
液氦是氦的液化体。无色透明，无臭无味。临界温度（5.20K）和沸点(4.125K）最低。它可获得mK级的超低温，是一种最主要的低温源。具有性质：如在常压下永远不会凝成固体，没有三相点，只有当压力超过2.5MPa后才出现固相;存在入相变现象，在入点（2.1 72K）处比热、密度等都有突变；存在超流性、爬行膜现象和超导热性，粘滞系数接近于零。
氦单质在极低温度下由气态氦转变为液态氦。由于氦原子间的相互作用（范德华力）和原子质量都很小，很难液化，更难凝固。富同位素4He的气液相变曲线的临界温度和临界压强分别为5.20K和2.26大气压，一个标准大气压下的温度为4.215K在常压下，温度从临界温度下降至绝对零度时，氦始终保持为液态，不会凝固，只有在大于25大气压时才出现固态。
在2.18K时会有明显的性质改变，如获得超流性，被称作HeII，来与普通的液氦（HeI）区别开。
同位素：
3He是4He的同位素，在天然氦中所占比例小于10-7，通过人工核反应可得足够数量的3He.3He的临界温度和临界压强分别为3.34K和1.17大气压。与4He一样，在常压下液态3He不会固化，在绝对零度附近需加34个大气压才能固化。
1972年，D.D.奥舍罗夫等人在2mK低温下发现了两个3He的液态新相，分别称为3He-A和3He-B，它们均为超流态。液态3He和4He在0.87K以上温度时完全互溶，在该温度以下则分离成两相，按3He所占比例的多少分别称为浓相（含3He较多）和稀相（含3He较少），浓相浮于稀相之上（因3He比4He轻）。
3He原子从浓相通过界面进入稀相时要吸热，这就是稀释致冷机的工作原理（见超低温技术）。3He原子的电子总自旋为零，核自旋为1/2，故与电子一样属费米子，遵守费米-狄拉克统计，液态3He称为费米液体，正常态的液态3He的性质可用朗道的费米液体理论描述。