Deuterium-erschöpftes Wasser hat eine niedrigere Deuterium-Konzentration (2H) als in der Natur. Deuterium ist ein natürlich vorkommendes, stabiles (nicht radioaktives) Isotop von Wasserstoff mit einem Kern, der aus einem einzelnen Proton und einem einzelnen Neutron besteht. Der Kern von gewöhnlichem Wasserstoff (Protium) besteht aus einem einzigen Proton. Deuteriumatome sind ungefähr doppelt so groß wie normale Wasserstoffatome. Schweres Wasser besteht aus Wassermolekülen mit zwei Deuteriumatomen, die die beiden normalen Wasserstoffatome ersetzen. Der Wasserstoff in normalem Wasser besteht aus etwa 99.,98% (nach Gewicht) von normalem Wasserstoff (1H).

In Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), das die Isotopenzusammensetzung des Ozeanwassers definiert, tritt Deuterium bei einer Konzentration von 155,76 ppm auf. Für den SLAP-Standard (Standard Light Antarctic Precipitation), der die Isotopenzusammensetzung von natürlichem Wasser aus der Antarktis bestimmt, beträgt die Deuteriumkonzentration 89, 02 ppm. Die Herstellung von schwerem Wasser beinhaltet das Isolieren und Entfernen von Deuterium, das Isotopolog in natürlichem Wasser enthält. Das Nebenprodukt dieses Prozesses ist Deuterium-erschöpftes Wasser.,

Aufgrund der Heterogenität der hydrologischen Bedingungen variiert natürliches Wasser in seiner Isotopenzusammensetzung rund um den Globus. Entfernung vom Meer und Äquator und die Höhe über dem Meeresspiegel haben eine positive Korrelation mit Wasser Deuterium Erschöpfung.

Schneewasser vor allem aus Gletschergebirgsschmelze ist deutlich leichter als Meerwasser., Das Gewicht Mengen isotopologues in natürlichem Wasser, berechnet auf der Grundlage der gesammelten Daten durch molekulare Spektroskopie:

Gemäß der obigen Tabelle kann die Gewichtskonzentration schwerer Isotopologe in natürlichem Wasser 2,97 g/kg erreichen, was zu einem großen Teil auf 1H218O zurückzuführen ist, d. H. Wasser mit leichtem Wasserstoff und schwerem Sauerstoff. Darüber hinaus befinden sich in jedem Liter Wasser etwa 300 Milligramm deuteriumhaltige Isotopologe. Dies stellt einen signifikanten Wert dar, der beispielsweise mit dem Gehalt an Mineralsalzen vergleichbar ist.