ใช้เป็นสารเคมีเดอทีเรียมในสเปกโทรสโกปี NMR เพื่อศึกษากลไกปฏิกิริยาและโครงสร้างโมเลกุลที่อะตอมไฮโดรเจนอาจรบกวน รูปแบบเดอทีเรียมช่วยเพิ่มความชัดเจนของสัญญาณโดยลดสัญญาณรบกวนพื้นหลังจากสัญญาณโปรตอน ใช้บ่อยในเคมีประสานเป็นลิกานด์ในคอมเพล็กซ์โลหะ โดยเฉพาะในงานเร่งปฏิกิริยาและการศึกษาฟิสิกส์แสง ซึ่งการติดฉลากไอโซโทปช่วยติดตามกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและปรับปรุงความละเอียดสเปกตรัม นอกจากนี้ยังใช้ในการตรวจสอบจลนศาสตร์และกลไกของปฏิกิริยาออร์แกโนเมทัลลิกเนื่องจากความเสถียรและลายเซ็นไอโซโทปที่แตกต่าง