Devterij ima lahko drugačne izotopske kinetične učinke kot vodik, fizikalne in kemijske lastnosti devterijevih spojin pa se razlikujejo od lastnosti vodikovih. Na primer, D2O (težka voda) je bolj viskozna in težja kot H2O.

Težka voda je približno 10% gostejša od navadne vode, kar je dovolj, da se led iz težke vode potopi v navadno vodo.

Razlike v energijah vezi in dolžinah izotopov težkih vodikovih spojin so večje kot izotopske razlike katerega koli drugega elementa. Veze med devterijem in tritijem so močnejše kot z običajnim vodikom, te razlike pa so dovolj velike, da povzročijo bistvene spremembe v bioloških reakcijah.

Tako je težka voda strupena za evkariontske organizme. Pri 25-odstotni nadomestitvi vode v telesu s težko vodo pride do težav pri celični delitvi in razmnoževanju, pri 50-odsotni nadomestitvi pa pride do smrti.