Deuterium-köyhdytettyä vettä on pienempi pitoisuus deuteriumia (2H) kuin tapahtuu luonnossa. Deuterium on luonnollisesti esiintyvä, vakaa (ei-radioaktiivisen) isotooppi vety, jonka ydin koostuu yksi protoni ja yksi neutroni. Tavallisen vedyn (protium) ydin koostuu yhdestä protonista. Deuteriumatomit ovat tämän seurauksena noin kaksi kertaa normaalien vetyatomien atomimassa. Raskas vesi koostuu vesimolekyyleistä, joissa on kaksi deuteriumatomia, jotka korvaavat kaksi normaalia vetyatomia. Vetyä normaalissa vedessä on noin 99.,98 painoprosenttia normaalia vetyä (1H).

Vuonna Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), joka määrittelee isotooppinen koostumus merivesi, deuteriumia esiintyy pitoisuutena 155.76 ppm. Että ISKU (Standard Light Antarctic Saostus) standardi, joka määrittää isotooppinen koostumus luonnon vettä Etelämantereen, pitoisuus deuterium on 89.02 ppm. Raskaan veden tuotantoon kuuluu isotopologue-isotooppia sisältävän deuteriumin eristäminen ja poistaminen luonnonvesistä. Prosessin sivutuotteena on deuteriumperäinen vesi.,

hydrologisten olosuhteiden heterogeenisyyden vuoksi luonnonvesi sen isotooppikoostumuksessa vaihtelee eri puolilla maapalloa. Etäisyys valtameren ja päiväntasaajan ja korkeus merenpinnasta on positiivinen korrelaatio veden deuterium ehtyminen.

Lumi vesi erityisesti jääkauden vuori sulamisvesien on huomattavasti kevyempi kuin valtameren vesi., Paino määrät isotopologues luonnon vettä lasketaan perusteella kerättyjä tietoja käyttäen molekyylispektroskopian:

yllä olevan taulukon paino pitoisuus raskas isotopologues luonnollinen vesi voi päästä 2.97 g/kg, joka on suuri osa johtuu 1H218O, eli veden kanssa kevyen vedyn ja raskas happea. Lisäksi jokaisessa litrassa vettä on noin 300 milligrammaa deuteriumia, joka sisältää isotopologeja. Tämä on merkittävä arvo, joka on verrattavissa esimerkiksi mineraalisuolojen pitoisuuteen.