Deuteerium on üks kahest stabiilsest vesiniku isotoobist. Enamiku looduses esinevate vesiniku aatomite tuum sisaldab ühte prootonit (keemiline sümbol: 1H), kuid mõnede vesiniku aatomtuumade tuum võib sisaldada ka üht prootonit ja ühte neutronit või ühteprootonist ja kahte neutronit. Esimesel juhul nimetatakse seda deuteeriumiks (keemiline sümbol 2H või D) ja teisel juhul triitiumiks.

Deuteeriumi arvukus vees. Deuteeriumi kontsentratsioon Maa pinnal on umbes üks deuteeriumi aatom 6.400 vesiniku aatomi kohta (156,25 osa miljonist) või 0.0156%. See deuteeriumisisaldus muutub looduslikus vees väga vähe.

Deuteeriumi kontsentratsioon.Deuteeriumi keskmine kontsentratsioon täiskasvanu kehas on umbes 120–140 ppm (osa miljoni kohta). Kuigi see ei tundu palju, kui võrrelda seda kogust teiste elutähtsate elementide massiga veres, siis märgitakse, et deuteeriumi sisaldus on kuus korda suurem kui kaltsium ja kümme korda suurem magneesium.