Bahan dengan titik beku terendah adalah helium. Di bawah tekanan khas, itu tidak membeku sama sekali, bahkan pada suhu mendekati nol mutlak. Alasan mengapa ditentukan oleh mekanika kuantum: energi titik nol dari sistem helium terlalu besar untuk memungkinkan pembekuan. Energi titik nol adalah energi minimum yang selalu dimiliki partikel atau sistem, apa pun yang terjadi. Helium adalah satu-satunya zat yang tidak memiliki titik beku di bawah tekanan lingkungan, berapa pun suhunya.
Titik beku helium hanya ada di bawah setidaknya 25 atmosfer tekanan dan suhu 1.15 K. Kondisi ini telah dibuat di laboratorium melalui pendinginan evaporatif. Hasilnya adalah padatan yang tidak berwarna dan sangat dapat dikompresi yang praktis tidak terlihat. Helium padat sangat sulit untuk dilihat sehingga lapisan styrofoam digunakan hanya untuk mengetahui di mana letaknya. Kepadatan helium padat itu sendiri hanya 66 kali lebih besar dari udara. Sebagai perbandingan, air 1000 kali lebih padat daripada udara.
Helium pertama kali dicairkan pada tahun 1908 oleh fisikawan Belanda Heike Onnes, yang mendinginkannya hingga 1 derajat Kelvin. Sangat mengejutkan, pendinginan lebih lanjut tidak menyebabkannya mencapai titik bekunya. Tidak sampai 18 tahun kemudian, pada tahun 1926, muridnya, Williem Keesom, mampu memadatkan helium dengan mendinginkannya dalam ruang bertekanan. Saat ini, pencairan helium merupakan langkah penting dalam mengekstraksinya dari bumi dan menyimpannya.
Helium cair sering digunakan sebagai agen pendingin kriogenik ketika nitrogen cair tidak cukup. Itu harus disimpan di bawah tekanan tinggi dan suhu rendah terus menerus, jika tidak maka dengan cepat mengembang dan bertransisi menjadi gas. Helium padat tidak memiliki aplikasi praktis di luar penelitian ilmiah.
Beberapa sifat helium yang paling tidak biasa dapat dibujuk pada suhu mendekati nol mutlak. Pada suhu seperti itu, helium berperilaku sebagai superfluida, yang berarti ia mengalir dengan viskositas terukur nol. Ini juga memiliki kecenderungan untuk merayap ke dinding wadah yang dipegangnya.