Deuteeriumil võivad olla erinevad isotoopide kineetilised mõjud kui vesiniku puhul ning deuteeriumiühendite füüsikalised ja keemilised omadused erinevad vesinikuühenditest. Näiteks D2O (raske vesi) on viskoossem ja raskem kui H2O.

Raske vesi on umbes 10% tihedam kui tavaline vesi, mis on piisav selleks, et raskest veest moodustunud jää sukelduks tavalisse vette.

Erinevused raske vesiniku isotoopide ühendite sideenergiates ja pikkustes on suuremad kui mis tahes muu elemendi isotoopsed erinevused. Deuteeriumi ja triitiumi vahelised sidemed on tugevamad kui tavalise vesiniku vahel ning need erinevuseks on piisavad, et põhjustada märkimisväärseid muutusi bioloogilistes reaktsioonides.

Seega on raske vesi eukarüootsetele organismidele mürgine. Kui keha veest asendatakse 25% raske veega, tekib probleeme rakkude jagunemise ja paljunemisega ning 50% asendamine põhjustab surma.