الديوتريوم نظير مستقر للهيدروجين يعرف بالهيدروجين الثقيل، وتحتوي نواته على بروتون واحد ونيوترون واحد، بخلاف الهيدروجين الشائع الذي تخلو نواته من النيوترونات. يوجد الديوتريوم طبيعياً بكميات قليلة في مياه البحار والمحيطات، ويرمز له غالباً بالحرف D، ومن أشهر مركباته الماء الثقيل الذي تختلف كثافته ولزوجته عن الماء العادي. اكتسب الديوتريوم أهمية علمية وصناعية كبيرة لاستخدامه في إنتاج الماء الثقيل اللازم لبعض المفاعلات النووية، وفي الأبحاث الكيميائية والحيوية بوصفه نظيراً غير مشع يمكن تتبعه داخل التفاعلات. كما يعد من المواد المرشحة في دراسات الاندماج النووي والطاقة المستقبلية.