ใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาที่มีเดอทีเรียมแทนที่ไฮโดรเจนทั้งหมดในงานวิจัยด้านเคมีอินทรีย์ โดยเฉพาะในงานศึกษาเชิงกลไกของปฏิกิริยา ทำให้สามารถติดตามการเคลื่อนที่ของอะตอมในปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยำ นิยมใช้ในระบบสเปกโทรสโกปี เช่น NMR หรือ MS เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างหรือเส้นทางปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบที่ต้องการติดฉลากไอโซโทปเพื่อการศึกษาเชิงชีวภาพหรือเภสัชกรรม รวมถึงการเตรียมโพลิเมอร์และวัสดุฟังก์ชันที่ deuterated เพื่อปรับปรุงความเสถียรหรือคุณสมบัติทางกายภาพสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง