L’aigua pesada (D 2 O), també anomenada òxid de deuteri, aigua composta per deuteri, l’isòtop d’hidrogen amb una massa doble que la de l’hidrogen normal i l’oxigen. (L’aigua ordinària té una composició representada per H 2 O.) Així, l’aigua pesada té un pes molecular d’uns 20 (la suma del doble del pes atòmic del deuteri, que és 2, més el pes atòmic de l’oxigen, que és 16), mentre que l’aigua ordinària té un pes molecular d’uns 18 (el doble del pes atòmic de l’hidrogen normal, que és 1, més l’oxigen, que és 16).
L’aigua ordinària obtinguda de la majoria de fonts naturals conté aproximadament un àtom de deuteri per cada 6.760 àtoms d’hidrogen ordinaris. i l'aigua residual s'enriqueix en contingut en deuteri. L’electròlisi continuada de centenars de litres d’aigua fins que només queden uns pocs mil·lilitres produeix pràcticament òxid de deuteri pur. Aquesta operació, fins al 1943, l’únic mètode a gran escala utilitzat, ha estat substituïda per processos menys costosos, com ara la destil·lació fraccionada (D 2 O es concentra en el residu líquid perquè és menys volàtil que H 2 O). L’aigua pesada produïda s’utilitza com a moderador de neutrons a les centrals nuclears. Al laboratori es fa servir aigua pesant com a traçador isotòpic en estudis de processos químics i bioquímics.
