Badania przeprowadzone wykorzystując deuter i ciężką wodę wykazały, że mają one ujemne skutki na układ odpornościowy: zwiększona ilość deuteru w organizmie zmniejsza liczbę leukocytów w krwi i osłabia zdolność organizmu do reagowania na czynniki zaburzające.

Eksperymenty na szczurach wykazały, że poziom koncentracji deuteru w 25% w wodzie w organizmie prowadzi do niepłodności, ponieważ żadne komórki rozrodcze ani zigoty nie mogą się już rozwijać. Wysokie stężenia wody ciężkiej szybko zabijają ryby, płazy i owady.

Małe ssaki, takie jak szczury, umierają po około jednej tygodniu w warunkach, w których picie wody ciężkiej. Przyczyna śmierci jest podobna do przypadku otrucia cytotoksycznego (w przypadku chemioterapii) lub w przypadku syndromu akutnej promieniowania.