При низких температурах гелий-3 — одна из немногих известных квантовых ферми-жидкостей (к ним относятся также электроны в металлах и полупроводниках, нейтроны в нейтронных звездах, экситоны в экситонных каплях в диэлектрике).
Знаменитое свойство жидкого гелия — сверхтекучесть — первоначально (в 1937 году) открыто Петром Капицей в гелии-4, который является квантовой бозе-жидкостью. В 1972 году сверхтекучесть, с несколько иным механизмом формирования, была обнаружена и в гелии-3.