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液態氦氣單質在極低溫度下由氣態氦轉變為液態氦。由于氦原子間的相互作用（范德華力）和原子質量都很小，很難液化，更難凝固。富同位素4He的氣液相變曲線的臨界溫度和臨界壓強分別為5.20K和2.26大氣壓，一個標準大氣壓下的溫度為4.215K.在常壓下，溫度從臨界溫度下降至零度時，氦始終保持為液態，不會凝固，只有在大于25大氣壓時才出現固態。
在2.18K時會有明顯的性質改變，如獲得超流性，被稱作HeII，來與普通的液氦（HeI）區別開。
