Helios es identificado a veces con Apolo: «Nombres diferentes pueden aludir al mismo ser» observa Walter Burkert, «o bien pueden ser conscientemente igualados, como en el caso de Apolo y Helios.». En la obra de Homero, Apolo es identificado claramente como un dios diferente, relacionado con las plagas, con un arco plateado (no dorado) y sin características solares.
La historia más conocida sobre Helios es la de su hijo Faetón, que intentó conducir el carro de su padre por el cielo pero perdió el control e incendió la Tierra.
A veces se aludía a Helios con el epíteto homérico Panoptes (‘el que ve todo’). En la historia narrada en la mansión de Alcíno en la Odisea, Afrodita, la esposa de Hefesto, se acostaba en secreto con Ares, pero Helios, el señor del sol que todo lo ve, los espió y se lo dijo a Hefesto, quien para castigarles atrapó a los dos amantes en unas redes tan finas que resultaban invisibles.
En la Odisea, Odiseo y su tripulación superviviente desembarcan en una isla, Trinacia, consagrada al dios sol, al que Circe llama Hiperión en vez de Helios. Allí se guardaba el sagrado ganado rojo del sol:
“Llegarás más tarde a la isla de Trinacia, donde pacen las muchas vacas y pingües ovejas de Helios. Siete son las vacadas, otras tantas las hermosas greyes de ovejas, y cada una está formada por cincuenta cabezas. Dicho ganado no se reproduce ni muere y son sus pastoras dos deidades, dos ninfas de hermosas trenzas: Faetusa y Lampetia; las cuales concibió de Helios Hiperión la divina Neera. La venerada madre, después que las dio a luz y las hubo criado, las llevó a la isla de Trinacia, allá muy lejos, para que guardaran las ovejas de su padre y las vacas de retorcidos cuernos.”
Aunque Odiseo advirtió a sus hombres para que no lo hicieran, éstos mataron y comieron impíamente algunas cabezas del ganado. Las guardianas de la isla, hijas de Helios, se lo dijeron a su padre. Helios, sin embargo, apeló a Zeus, quien destruyó el barco y mató a todos los hombres salvo a Odiseo.
En una vasija griega pintada, Helios aparece cruzando el mar en la copa del trípode délfico, lo que parece ser una referencia solar. En los Deipnosofistas, Ateneo contaba que, al ponerse el sol, Helios subía a una gran copa dorada en la que pasaba desde las Hespérides en el extremo occidental hasta la tierra de los etíopes, con quienes permanecía las horas de oscuridad. Cuando Heracles viajó a Eritea para cobrarse el ganado de Gerión, cruzó el desierto libio y quedó tan frustrado por el calor que disparó una flecha a Helios, el sol. Helios le rogó que parase y Heracles pidió a cambio la copa dorada que Helios usaba para cruzar el mar cada noche, de oeste a este. Heracles usó esta copa dorada para llegar a Eritea.
Con la oceánide Perseis, Helios fue el padre de Perses, Eetes, Circe y Pasífae. También fue padre de las Helíades.
La primera referencia segura a Apolo identificado con Helios aparece en los fragmentos conservados de la obra de Eurípides Faetón, en un discurso cerca del final,. cuando Clímene, la madre de Faetón, lamenta que Helios haya destruido a su hijo, el Helios al que los hombres llaman justamente Apolo (entendiéndose aquí que el nombre significa Apolón, ‘destructor’).
Para la época helenística Apolo había pasado a estar estrechamente relacionado con el sol en los cultos. Su epíteto Febo (‘brillante’), tomado prestado de Helios, sería más tarde aplicado también por los poetas latinos al dios Sol.
La identificación se hizo común en textos filosóficos y aparece en las obras de Parménides, Empédocles, Plutarco y Crates de Tebas entre otros, así como en algunos textos órficos. Eratóstenes escribe sobre Orfeo en sus Catasterismos:
Pero habiendo bajado al Hades por su esposa y viendo las cosas que allí había, no continuó adorando a Dioniso, por lo que se había hecho famoso, sino que pensó que Helios era el más grande de los dioses, Helios al que también se llamaba Apolo. Despertándose cada noche hacia el amanecer y subiendo a la montaña llamada Pangeo esperaba a que el sol subiera para ser el primero en verlo. Por eso Dionisio, estando enfadado con él, envió a las Basárides, como cuenta el autor de tragedias Esquilo, quienes le despedazaron y esparcieron sus miembros..
Dioniso y Asclepio son a veces identificados también con este Apolo Helios.
Los poetas latinos clásicos también usaron Febo como sobrenombre para el dios-sol, de donde proceden las referencias comunes en la poesía europea posterior a Febo y su carro como metáfora para el sol. Pero en las apariciones concretas en los mitos, Apolo y Helios están separados. El dios-sol, hijo de Hiperión, con su carro solar, aunque llamado a menudo Febo, nunca es llamado Apolo salvo en identificaciones expresas no tradicionales. Los poetas romanos se referían a veces al dios sol como Titán.
A pesar de estas identificaciones, Apolo nunca fue descrito en realidad por los poetas griegos conduciendo el carro del sol, si bien era una práctica habitual entre los poetas latinos.