În timp ce observa o eclipsă solare în 1868, astronomul Pierre Janssen a observat linii galbene strălucitoare în cromosfera soarelui. El a concluzionat că cromosfera a fost gazoasă și că ar putea fi studiată în absența unei eclipse. Alți astronomi au început să studieze cromosfera și liniile galbene, inclusiv Pierre Lockyer, care a măsurat lungimea de undă a liniilor și și-a dat seama că rezultatele sale au indicat un element necunoscut anterior. El a numit elementul heliu, din cuvântul grecesc helios, însemnând soare.
În timp ce istoricii cred Creditul Janssen și Lockyer cu descoperirea de heliu, Sir William Ramsay, un chimist scoțian, precum și doi chimiști suedezi care au lucrat independent de Ramsay, Nils Langlet și Per Theodor Cleve au fost primii care l-au izolat în laborator. Cercetătorii au tratat clevitul, o minereu care conține uraniu, cu acid pentru a produce heliu. Lockyer și alți cercetători au confirmat faptul că gazul produs a fost un element nou atunci când au măsurat liniile spectrale galbene gazul izolat produs atunci când era expus la lumină. Ei au descoperit că liniile aveau o lungime de undă de 587,49 nanometri, care era diferită de cea a altor gaze elementare cunoscute, cum ar fi hidrogenul.
Deși heliul există doar în urme pe Pământ, acesta este produs în mod continuu de dezintegrarea elementelor radioactive. Această decădere creează particule alfa, care devin atomi de heliu când captează electroni.
