Deuterium ist einer der beiden stabilen Isotope des Wasserstoffs.Das Kern der meisten Atome von Wasserstoff in der Natur enthält ein Proton (chemisches Symbol: 1H), aber der Kern einiger Atome von Wasserstoff kann auch ein Proton und ein Neutron oder ein Proton und zwei Neutronen enthalten. Im ersten Fall wird es Deuterium genannt (chemisches Symbol: 2H oder D), und im zweiten Fall wird es Tritium genannt (chemisches Symbol: 3H oder T).

Deuteriumgehalt im Wasser auf der Erde beträgt etwa ein Deuteriumatom zu 6.400 Wasserstoffatomen (156.25 Partien pro Million), oder 0.0156%. Diese Konzentration von Deuterium ändert sich sehr wenig von einer natürlichen Wasserquelle zur anderen.

Deuteriumgehaltim Körper eines Erwachsenen beträgt etwa 120-140 ppm (Partien pro Million). Obwohl diese Menge nicht groß erscheint, wenn man sie mit der Masse anderer lebenswichtiger Elemente im Blut vergleicht, stellt sich heraus, dass Deuterium in einer Menge von sechs Mal größer als Calcium und zehn Mal größer als Magnesium vorhanden ist.