重水素枯渇水は、自然界で発生するよりも重水素（2H）の濃度が低くなります。 重水素は、単一の陽子と単一の中性子からなる核を有する水素の天然に存在する安定な（非放射性の）同位体である。 通常の水素（プロチウム）の核は、単一の陽子で構成されています。 重水素原子は、結果として通常の水素原子の約二倍の原子質量である。 重水は、二つの通常の水素原子を置き換える二つの重水素原子を有する水分子からなる。 通常の水の水素は約99で構成されています。,正常な水素の98%（重量によって）（1H）。

海洋水の同位体組成を定義するウィーン標準平均海洋水（VSMOW）では、重水素は155.76ppmの濃度で発生します。 南極からの天然水の同位体組成を決定するSLAP（標準光南極降水量）基準では、重水素の濃度は89.02ppmです。 重水の製造には、天然水中の同位体を含む重水素を単離および除去することが含まれる。 このプロセスの副生成物は重水素枯渇水である。,

水文学的条件の不均一性のために、その同位体組成における天然水は世界中で変化する。 海と赤道からの距離と海抜の高さは、水の重水素の枯渇と正の相関を持っています。

特に氷河の山の融解水からの雪の水は、海洋の水よりもかなり軽いです。, 天然水中の同位体の重量量は、分子分光法を用いて収集されたデータに基づいて計算されます：

天然水中の重い同位体の重量濃度の上の表によれば、2.97g/kgに達することができ、これは大部分が1h218o、すなわち軽い水素と重い酸素を含む水によるものである。 さらに、各リットルの水に同位体を含む重水素の約300ミリグラムがあります。 これは、例えば、ミネラル塩の含有量に匹敵する有意な値を示す。