Деутериумот може да има различни кинетички изотопски ефекти од водородот, а физичките и хемиските својства на деутериумските соединенија се разликуваат од оние на водородните соединения. На пример, D2O (тешка вода) е повискозна и потешки отколку H2O.

Тешката вода е околу 10% погуста од обична вода, што е доволно за мраз формиран од тешка вода да потоне во нормална вода.

Разликите во енергиите на врските и должината на изотопните соединенија на тешките водородни изотопи се поголеми од изотопските разлики за кој било друг елемент. Врските меѓу деутериумот и тритиумот се посилни отколку оние со нормалниот водород, а овие разлики се доволни да предизвикаат значителни промени во биолошките реакции.

Така, тешката вода е токсична за еукариотските организми. При замена на 25% од водата во телото со тешка вода, се појавуваат проблеми со клеточната делба и репродукцијата, а замена од 50% предизвикува смрт.