ใช้ในงานวิจัยทางเคมีและชีวเคมีเป็นตัวติดตามหรือตัวทำเครื่องหมายไอโซโทป โดยเฉพาะในการศึกษาเส้นทางของปฏิกิริยาเคมีหรือกระบวนการเมแทบอลิซึมในระบบชีวภาพ เนื่องจากมีการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดด้วยเดอทีเรียม (deuterium) ทำให้มีมวลมากกว่าสารตั้งต้นปกติ จึงสามารถติดตามได้ง่ายด้วยเทคนิคเช่น mass spectrometry หรือ NMR นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนาสารประกอบใหม่ที่ต้องการความเสถียรของพันธะหรือการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยา (kinetic isotope effects)