氦-3，是氦的同位素之一，元素符号为3He。它的原子核由二颗质子和一颗中子所组成。其是稳定同位素。其相对丰度是0.000137%。一般认为月球表面的风化层（表皮土）富含着大量的氦-3。因为地球上的氦-3储量稀少，无法大量用作能源。氦-3通常在无大气层或者大气极其稀薄、磁场不能太强并离恒星较近的天体中相对分布较多，这是因为恒星风中的氕核与氘核聚变生成的氦-3容易被抛射到行星表面土层上。而根据月球探测的结果，月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。预计水星的氦-3资源约为月球的9倍。在核聚变反应中，氢的三种同位素与氦-3聚变释放出的能量是所有核聚变反应中最大的。因此氦-3是核聚变最理想的燃料。

目前情况下，氦-3的应用范围很窄，它主要用于中子检测以及肺部医学影像两个方面。氦-3有很高的热中子吸收截面，所以它是中子检测仪里的转换器气体。当氦-3捕捉到一个中子时，它会转化为一个氚离子和一个氢离子（质子）同时释放0.764 MeV的能量，通过分析产生出的气体成分，就能判断放射性物质的中子辐射剂量。