o., zware waterstof, een stof die zich in scheikundig opzicht gedraagt als waterstof, maar waarvan de atomen bijna tweemaal zo zwaar zijn als die van normale waterstof.
Deuterium (symbool D of H2) is een waterstof isotoop, de kern bestaat echter uit een proton en een neutron. Deze kern heet deuteron. Terwijl het atoomgewicht van normale waterstof 1,0081 bedraagt, is dit voor deuterium 2,0147. Het komt in geringe hoeveelheid (0,014 %) in de natuur voor als bijmengsel van gewone waterstof. Door de Amerikaan H.C.T.Urey werd het deuterium in 1931 voor het eerst bereid, o.a. door elektrolyse van water. De verbinding van deuterium met zuurstof heet zwaar water, D20.
De meeste methoden om deuterium in zuivere toestand te verkrijgen berusten op een bereiding van dit zware water. Bij vele onderzoekingen wordt deuterium als indicator gebruikt bij al die processen waarbij het er om gaat, vast te stellen, wat er met bepaalde waterstofatomen gebeurt. Men kan nl. de atomen van deuterium door hun grotere massa altijd weer herkennen.