Дейтерий был открыт в 1931 году лауреатом Нобелевской премии Гарольдом Юри. Изотоп используется, как замедлитель нейтронов при ядерных реакциях. Это его качество было использовано физиками при создании ядерных реакторов, в которых тяжелая вода выступает в качестве теплоносителя и замедлителя. Первый такой реактор появился в 1944 году в США.
D2О замедляет и процессы деления клеток. У эукариот (всех живых организмов, клетки которых содержат ядро) деление останавливается. Семена растений не прорастают, если их поливать тяжелой водой.