Heavy water contains deuterium instead of common hydrogen-1. In its pure form it has a density about 11% greater than water, but otherwise, it is physically and chemically similar. It is not radioactive. Because of greater density and stronger hydrogen-oxygen bonds, its behaviour is slightly different in some biochemical reactions. It may be toxic, but only when a large fraction of water (> 50%) in higher organisms is replaced by heavy water.

Ciężka woda zawiera deuter zamiast powszechnego wodoru-1. Ponieważ atomy deuteru są cięższe, ciężka woda ma o około 11% większą gęstość, niż zwykła woda. Poza tym, wszystkie jej pozostałe właściwości, łącznie z wyglądem, zapachem i smakiem są identyczne. Ze względu na większą gęstość, część reakcji biochemicznych przebiega z jej udziałem nieco inaczej, choć różnice są subtelne. Organizmy żywe są w stanie przeżyć nawet, gdy połowa wody w nich zawartej zostanie zastąpiona ciężką wodą.