A deuterium az egyik a hidrogén két stabil izotópja közül.A természetben lévő hidrogén atomok többsége egy protonból (kémiai jelölés: 1H) áll, de néhány hidrogén atom magjában egy proton és egy neutron, vagy egy proton és két neutron is lehet. Az első esetben ez a deuterium (kémiai jelölés: 2H vagy D), míg a második esetben a tritiu (kémiai jelölés: 3H vagy T).

A deuterium tartalma a vízbena Földön körülbelül egy deuteriumatom van 6.400 hidrogénatomhoz képest (156.25 rész per millió), vagy 0.0156%. Ez a deuterium koncentrációja nagyon kevésbé változik egy természetes vízből a másikba.

Deuterium koncentrációjaegy felnőtt testében körülbelül 120-130 ppm (rész per millió). Bár ez nem tűnik soknak, ha ezt a mennyiséget összehasonlítjuk más életfontosságú elemek mennyiségével a vérben, látható, hogy a deuterium mennyisége sokszor nagyobb, mint a kalciumé, és tízszer nagyobb, mint a magnéziumé.