Deuteeriumi tuntakse ka raske vesiniku nime all, kuna selle molekulmass on suurem. Deuteriumi ja hapniku kombinatsioonist tekib raske vesi (D2O), millel on suurtes kogustes negatiivsed bioloogilised mõjud.
Raske vesi toodeti esimest korda 1932. aastal, mõned kuud pärast deuteeriumi avastamist. Koos tuumalõhkemise avastamisega 1938. aastal ja vajadusega neutronite püüdmiseks neutronimoderaatori järele sai raskest veest varaste tuumaenergiaprogrammide oluline komponent.
Deuteeriumi kasutatakse ka keemias, biokeemias ja keskkonnateadustes tänu selle reaktiivsetele omadustele ning deuteeriumi ja vesiniku vahelistele erinevustele.