Камерлинг-Оннес разработал экспериментальную установку для сжижения газов. Эта установка имела такую производительность, что смогла удовлетворить быстро растущие потребности лаборатории Лейденского университета в течение нескольких десятилетий. Благодаря ей были получены впервые жидкий азот, жидкий кислород и неон.
В 1908 году в лаборатории появилась самая холодная точка на Земле - Хейке впервые получил небольшую порцию жидкого Гелия, охладив его до температуры в 4°К (минус 269°C).
Камерлинг-Оннес заслужил у коллег почетное прозвище «Господин Абсолютного Нуля». Каммерлинг-Оннес впервые наблюдал резкое падение электрического сопротивления ртути при температуре ниже 4,1 °K. Это явление получило название сверхпроводимости.
В 1913 году Камерлинг-Оннес был удостоен Нобелевской премии по физике «за исследования свойств вещества при низких температурах, которые привели к производству жидкого гелия».
Теоретическое объяснение фундаментальному открытию сверхтекучести предложил П.Л. Капица. (Нобелевская премия 1978 года).