Хелият е открит на Слънцето 27 години преди да бъде намерен на Земята.

Откритието се случва на 18 август 1868 г. по време на пълно слънчево затъмнение в Индия. Френският астроном Пиер Жансен наблюдава ярка жълта линия в спектъра на слънчевата хромосфера, която не съвпада с познатия натрий.Независимо от него, английският астроном Норман Локиър вижда същата линия и заключва, че тя принадлежи на неизвестен дотогава химичен елемент. Локиър и химикът Едуард Франкланд предлагат името хелий, вдъхновени от гръцката дума за Слънце — „helios". По това време много учени скептично вярват, че този елемент съществува единствено в горещата атмосфера на звездите. Хелият става първи химичен елемент, открит в космоса, преди да бъде потвърдено неговото присъствие на Земята.Доказателството за наличието му на Земята идва на 26 март 1895 г. Шотландският химик сър Уилям Рамзи изолира газа, докато изследва минерала клевеит, съдържащ уран. Той третира минерала с киселини и събира отделените газове, очаквайки да открие аргон. Спектралният анализ обаче разкрива същата характерна жълта линия.Почти едновременно с Рамзи, шведските химици Пер Теодор Клеве и Абрахам Ланглет също успяват да изолират хелий в своите лаборатории в Упсала. Днес знаем, че хелият е вторият най-разпространен елемент във Вселената, съставляващ около 24% от нейната барионна маса. На Земята обаче той е сравнително рядък и се образува основно чрез радиоактивния разпад на тежки елементи дълбоко в земната кора.