O deutério também é conhecido como hidrogênio pesado, devido ao seu maior peso molecular. A combinação do deutéria com o oxigênio resulta em água pesada (D2O), que em quantidades elevadas tem efeitos biológicos negativos.
A água pesada foi produzida pela primeira vez em 1932, poucos meses após a descoberta do deutério. Com a descoberto da fissão nuclear em 20 de dezembro de 1838 e a necessidade de um moderador de nêutrons para capturar os nêutons, a águapesada tornou-se uma componente importante dos primeiros programas de energia nuclear.
O deutério também é usado em química, bioquímica, ciências ambientais e hidrologia, devido às suas propriedades reativas e diferenças entre deutérios e hidrogênio.