แหล่งที่มาหลักของฮีเลียมคือบ่อก๊าซธรรมชาติ ได้มาจากกระบวนการทำให้เป็นของเหลวและการแยกส่วน เนื่องจากการขาดแคลนฮีเลียมในโลก การใช้งานจำนวนมากจึงมีระบบการนำฮีเลียมกลับมาใช้ใหม่
ฮีเลียมมีการใช้งานที่สำคัญในภาคการบินและอวกาศ เช่น ก๊าซส่งและอัดแรงดันสำหรับจรวดและยานอวกาศ และเป็นตัวสร้างแรงดันสำหรับระบบของเหลวภาคพื้นดินและการบิน เนื่องจากมีความหนาแน่นน้อยและมีลักษณะคงที่ ฮีเลียมจึงมักถูกใช้เพื่อเติมบอลลูนสังเกตสภาพอากาศและบอลลูนเพื่อความบันเทิงเพื่อใช้ในการยก ฮีเลียมปลอดภัยกว่าไฮโดรเจนที่ติดไฟได้เนื่องจากไม่เผาไหม้หรือทำให้เกิดการระเบิด ฮีเลียมเหลวสามารถให้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำมากสำหรับใช้ในเทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดและการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) โดยคงสภาพอุณหภูมิที่ต่ำมากที่จำเป็นสำหรับแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด

ในวงการแพทย์ ฮีเลียมถูกใช้เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิเยือกแข็งสำหรับตัวนำยิ่งยวดในอุปกรณ์สร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก และสำหรับการรักษาเสริม เช่น การช่วยหายใจ ฮีเลียมทำหน้าที่เป็นก๊าซป้องกันเฉื่อยเพื่อป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชั่นระหว่างการเชื่อม และยังใช้ในเทคโนโลยีการตรวจจับก๊าซและการตรวจจับการรั่วไหลเพื่อให้มั่นใจในความรัดกุมของอุปกรณ์และระบบ ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และห้องปฏิบัติการ ฮีเลียมมักถูกใช้เป็นก๊าซพาหะสำหรับแก๊สโครมาโตกราฟี ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมการทดลองที่เสถียร ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ฮีเลียมจะถูกใช้ในการทำความเย็นและสร้างสภาพแวดล้อมที่สะอาด เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของกระบวนการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์