El Deuterio es conocido también como hidrógeno pesado, debido a su masa molecular más grande. Al combinarse el Deuterio con el oxígeno se obtiene el agua pesada (D2O), que en cantidades elevadas tiene efectos biológicos negativos.
El agua pesada fue producida por primera vez en 1932, unos meses después de la descubrimiento del Deuterio. Con la descubrimiento de la fisión nuclear en 1938, y la necesidad de un moderador neutónico que captara los neutrones, el agua pesada se convirtió en una componente importante de los programas de energía nuclear temprana.
El Deuterio también se utiliza en química, bioquímica, ciencias del medio ambiente, hidrología, debido a sus propiedades reactivas y las diferencias entre el Deuterio y el hidrógeno.