El deuterio es uno de los dos isótopos estables del hidrógeno. El núcleo de la mayoría de los átomos de hidrógeno en la naturaleza contiene un protón (símbolo químico: 1H), pero el núcleo de algunos átomos de hidrógeno puede contener también un protón y un neutrón o un protón y dos neutrones. En el primer caso, se llama deuterio (símbolo químico: 2H o D), y en el segundo – tritio (símbolo químico: 3H o T).

Abundancia de deuterio en el agua de la Tierra es de aproximadamente un átomo de deuterio por 6.400 átomos de hidrógeno (156.25 partes por millón), o 0.0156%. Esta concentración de deuterio se modifica muy poco de una agua natural a otra.

Concentración de deuterio en el organismo de un adulto es de alrededor de 120-140 ppm (partes por millón). Aunque no parece mucho, si lo comparamos con la masa de otros elementos vitales presentes en la sangre, se observa que el deuterio está presente en una cantidad de sesenta veces mayor que el calcio y de diez veces mayor que el magnesio.