自然界のあらゆる水には、一定量の重水素が含まれています。重水素（D、Deuterium）は水素の安定同位体で、原子核に1つの陽子と1つの中性子を持ち、質量は通常の水素の約2倍です。

国際原子力機関（IAEA）の定義によると、標準海洋水（VSMOW）の重水素含有量は約155.76ppmで、これが国際基準値となっています。重水素含有量が140ppm以下の水を低重水素水と呼びます。

地球上の水は、地理的位置や気象条件によって重水素含有量が異なります。水循環における蒸発・凝結過程を通じて、高緯度・高海抜地域の氷河水は重水素含有量が低くなります。