Деутерият е известен също като тежък водород, поради по-голямото си молекулно тегло. Комбинацията от деутерий и кислород води до образуване на тежка вода (която в големи количества има неблагоприятни биологични ефекти.
Тежката вода е произведена за пръв път през 1932 г., няколко месеца след откриването на деутерий.С откриването през 1938-те години на миналия век на ядреното делене и необходимостта от неутронния модератор, който да улавя неутроните, тежката вода се превръща във важен компонент в ранните програми за ядрена енергетика.
Деутерият се използва и в химията, биохимията, науките за околната среда, хидрологията поради реактивните си свойства и разликите между деутерий и водород.