Le noyau d'hélium contient deux neutrons et deux protons. Autour du noyau d'hélium se trouvent deux électrons dans l'orbitale 1s. Ceux-ci ont des spins opposés.
L'hélium est produit dans le soleil, d'où le nom du dieu solaire grec Hélios. Avec l'hydrogène, l'hélium est l'un des éléments les plus répandus dans l'univers. L'hydrogène est l'atome le plus simple dans sa structure : il n'a qu'un proton, peut avoir un électron et aussi un neutron. L'hélium est un cran de complexité, ayant deux protons et deux neutrons.
L'hélium est un gaz inerte, ce qui signifie que ses électrons n'entrent pas dans des combinaisons avec des électrons d'atomes de différents éléments ou d'autres atomes d'hélium. Deux atomes d'hélium ne sont attirés l'un vers l'autre que par la force du champ électrique qui se crée entre eux. Cependant, à courte distance, la réaction dominante entre deux atomes d'hélium est la répulsion.
La raison des propriétés de changement de voix largement connues de l'hélium est que le son voyage environ trois fois plus vite dans l'hélium que dans l'air. Cela augmente la fréquence à laquelle la voix résonne et prend la hauteur d'une octave et demie plus haut. Il n'est pas nocif de respirer de l'hélium pour ces expériences tant que de l'oxygène est également inhalé.
