يستخدم الديوتيريوم على نطاق واسع بكميات صغيرة كمتتبع في تحديد معدلات وسرعة التفاعلات الكيميائية. التطبيق الرئيسي للديوتيريوم هو في دراسات التتبع لقياس معدلات وسرعة التفاعلات الكيميائية. كما يستخدم في التفاعلات الاندماجية النووية؛ وكقذيفة في السيكلوترونات لقصف النوى الذرية لتصنيع نظائر عدة عناصر ما بعد اليورانيوم. أكسيد الديوتيريوم، D2O، أو الماء الثقيل يستخدم كمهدئ للنيوترونات في المفاعلات النووية. الديوتيريوم هو نظير للهيدروجين ولكنه متطابق كيميائياً. الديوتيريوم غاز عديم اللون والرائحة. يشتعل الديوتيريوم بسهولة. بمجرد اشتعاله، يحترق الديوتيريوم بلهب أزرق شاحب يكاد يكون غير مرئي. الأبخرة أخف من الهواء. الديوتيريوم قابل للاشتعال على نطاق واسع من تركيزات البخار/الهواء. عند التعرض المطول للنار أو الحرارة الشديدة، قد تنفجر الحاويات بعنف وتنطلق كالصواريخ. الديوتيريوم ليس ساماً ولكنه يسبب الاختناق البسيط عن طريق إزاحة الأكسجين في الهواء. الديوتيريوم، المعروف أيضاً باسم الهيدروجين الثقيل، هو نظير للهيدروجين يحتوي على بروتون واحد ونيوترون واحد في نواته. يرمز له بالرمز D وله وفرة طبيعية تقارب 0.0156%. يتميز الديوتيريوم بخصائص فريدة تجعله ذا قيمة في التطبيقات العلمية والصناعية المختلفة.