Lämpötila, joka vaaditaan nestemäisen heliumin tuottamiseen, on alhainen, koska heliumatomien välinen vetovoima on heikko. Nämä atomien väliset voimat ovat heliumissa alun perin heikkoja, koska helium on jalokaasu, mutta atomien väliset vetovoimat vähenevät entisestään kvanttimekaniikan vaikutuksesta. Ne ovat heliumissa merkittäviä, koska sen atomimassa on pieni, noin neljä atomimassayksikköä. Nestemäisen heliumin nollapiste-energia on pienempi, jos sen atomit ovat vähemmän naapuriensa rajoittamia. Näin ollen nestemäisessä heliumissa sen perustilan energia voi pienentyä, kun sen keskimääräinen atomien välinen etäisyys kasvaa luonnostaan. Suuremmilla etäisyyksillä heliumin atomienvälisten voimien vaikutus on kuitenkin vieläkin heikompi.
Heliumin erittäin heikkojen atomienvälisten voimien vuoksi alkuaine pysyy ilmakehän paineessa nesteenä aina nesteytymispisteestä absoluuttiseen nollapisteeseen saakka. Nestemäinen helium jähmettyy vain hyvin alhaisissa lämpötiloissa ja suurissa paineissa. Nesteytymispisteensä alapuolella olevissa lämpötiloissa sekä helium-4 että helium-3 muuttuvat supranesteiksi. (Ks. alla oleva taulukko.)
Nestehelium-4 ja harvinainen helium-3 eivät ole täysin sekoittuvia. Alle 0,9 kelvinin lämpötilassa niiden kylläisen höyrynpaineen vallitessa näiden kahden isotoopin seos käy läpi faasierottelun tavalliseksi nesteeksi (enimmäkseen helium-3), joka kelluu tiheämmän, enimmäkseen helium-4:stä koostuvan supernesteen päällä. Tämä faasierottelu tapahtuu, koska nestemäisen heliumin kokonaismassa voi pienentää sen termodynaamista entalpiaa erottumalla.
Erittäin matalissa lämpötiloissa runsaasti helium-4:ää sisältävässä supernestefaasissa voi olla jopa 6 % helium-3:a liuoksena. Tämä mahdollistaa pienimuotoisen laimennusjääkaapin käytön, jolla voidaan saavuttaa muutaman millikelvinin lämpötilat.
Superjuoksevalla helium-4:llä on olennaisesti erilaiset ominaisuudet kuin tavallisella nestemäisellä heliumilla.
