Deuterium-utarmat vatten har en lägre koncentration av deuterium (2H) än vad som förekommer i naturen. Deuterium är en naturligt förekommande, stabil (icke-radioaktiv) isotop av väte med en kärna bestående av en enda proton och en enda neutron. Kärnan i vanligt väte (protium) består av en enda proton. Deuteriumatomer är ungefär två gånger atommassan av normala väteatomer som ett resultat. Tungt vatten består av vattenmolekyler med två deuteriumatomer som ersätter de två normala väteatomerna. Vätet i normalt vatten består av ca 99.,98 viktprocent normalt väte (1H).

i Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) som definierar havsvattnets isotopsammansättning, uppträder deuterium vid en koncentration av 155,76 ppm. För SLAP (Standard ljus Antarktis nederbörd) standard som bestämmer den isotopiska sammansättningen av naturligt vatten från Antarktis, är koncentrationen av deuterium 89.02 ppm. Produktionen av tungt vatten innebär isolering och avlägsnande av deuterium innehållande isotopolog i naturligt vatten. Biprodukten av denna process är deuterium-utarmat vatten.,

på grund av heterogeniteten hos hydrologiska tillstånd varierar naturligt vatten i sin isotopsammansättning runt om i världen. Avstånd från havet och ekvatorn och höjden över havet har en positiv korrelation med vattendeuterium utarmning.

snö vatten speciellt från glacial berg smältvatten är betydligt lättare än havsvatten., Viktmängderna av isotopologer i naturligt vatten beräknas på grundval av data som samlats in med hjälp av molekylär spektroskopi:

enligt tabellen ovan kan viktkoncentrationen av tunga isotopologer i naturligt vatten nå 2,97 g/kg, vilket till stor del beror på 1H218O, dvs vatten med lätt väte och tungt syre. Dessutom finns det cirka 300 milligram Deuterium innehållande isotopologer i varje liter vatten. Detta ger ett signifikant värde jämförbart, till exempel med innehållet av mineralsalter.