Ar dymheredd ystafell, mae heliwm yn nwy monatomig ysgafn iawn, di-liw, diarogl a di-flas. Dyma'r nwyon anoddaf i'w hylifo ac mae'n sylwedd na all solidoli o dan bwysau atmosfferig safonol. Ar ôl ei hylifo, wrth i'w dymheredd ostwng i 2.174 K, mae'n arddangos priodweddau unigryw megis tensiwn wyneb hynod o isel, dargludedd thermol eithriadol o uchel, a gludedd dibwys. Gellir defnyddio heliwm hylifol i gyflawni tymereddau cryogenig sy'n agosáu at sero absoliwt.
Yn gemegol, mae heliwm yn anadweithiol iawn; fodd bynnag, pan fydd yn destun gollyngiad trydanol gwasgedd isel, mae'n allyrru llewyrch melyn dwfn. Yn gyffredinol, nid yw'n ffurfio cyfansoddion cemegol; ond eto, pan fydd wedi'i gyffroi o fewn-diwb gollwng gwasgedd isel, gall ffurfio ïonau a moleciwlau fel He²⁺ a HeH dros dro. O dan amodau cyffredin, mae'n anodd iawn i heliwm adweithio â sylweddau eraill, ond o dan amodau penodol, gall ffurfio cyfansoddion â rhai metelau. Wrth i dymheredd heliwm hylif ostwng i 2.18 K, mae ei briodweddau'n cael eu trawsnewid yn sydyn, yn ddramatig: mae ei gludedd bron yn sero-yn dod yn "superfluid" sy'n gallu llifo i fyny ar hyd waliau ei gynhwysydd-ac mae ei ddargludedd thermol yn dod 800 gwaith yn fwy na chopr, gan ei wneud yn ddargludydd thermol eithriadol o effeithlon; ar ben hynny, mae ei allu gwres penodol, tensiwn arwyneb, a chywasgedd i gyd yn arddangos ymddygiadau afreolaidd. Mae'r hylif rhyfeddol hwn wedi'i ddynodi fel Hylif Heliwm II, tra cyfeirir at y cyflwr hylif arferol fel Heliwm Hylif I.
