A massa do núcleo de hélio é 6,64 x 10 ^ -27 quilogramas. A massa é calculada somando a massa de dois prótons, cada um dos quais tem uma massa de 1,67 x 10 ^ -27 quilogramas e dois nêutrons, cada um com uma massa de 1,67 x 10 ^ -27 quilogramas.
A massa de um núcleo de hélio também pode ser expressa como "4 u", que significa unidades de massa atômica, ou 3,72 GeV /c ^ 2 gigaeletronvolts sobre a velocidade da luz ao quadrado. O núcleo de hélio tem uma massa igual à de uma partícula alfa. O número é usado no cálculo do defeito de massa do núcleo de hélio que é necessário para a equação E = mc ^ 2.