Deuterium är en av de två stabila isotoperna av väte. När det gäller de flesta atomerna av väte i naturen innehåller kärnan ett proton (kemiskt symbol: 1H), men kärnan hos vissa atomer av väte kan också innehålla ett proton och ett neutron eller ett proton och två neutroner. I det första fallet kallas det för deuterium (kemiskt symbol: 2H eller D), och i det andra fallet kallas det för triti (kemiskt symbol: 3H eller T).

Deuteriumhalten i vatten på jorden är cirka en atom deuterium till 6 400 atomer väte (156 25 delar per miljon), eller 0,0156%. Denna deuteriumhalt ändras väldigt lite från en naturlig vatten till en annan.

Deuteriumhalt i kroppen hos en vuxen är cirka 120-140 ppm (delar per miljon). Även om det inte verkar mycket, jämfört med massan av andra viktiga element i blodet, observeras att deuterium är närvarande i en mängd som är sex gånger större än kalcium och tio gånger större än magnesium.