Deuterij je izotop kemičnega elementa vodika. Za razliko od običajnega vodika, ki ima en proton, ima devterij en proton in en nevtron. Ta izotop je neradioaktiven in ga najdemo v majhnih količinah povsod, kjer je prisoten vodik. Uporablja se predvsem pri jedrski fuziji, kot moderator za fisijske reaktorje in pri slikanju z jedrsko magnetno resonanco.
Večinoma je devterij kemično identičen navadnemu vodiku. Lahko nadomesti vodik v kemičnih vezi in večino organizmov je mogoče uspešno gojiti na visokih ravneh devterija. Deuterijev oksid, imenovan »težka voda«, kaže nekaj čudnih učinkov zaradi dodatne mase izotopa; je debelejša od navadne vode in ledena kocka težke vode bo potonila. Organizmi, ki zaužijejo majhne količine težke vode, na splošno niso prizadeti, vendar dodatna masa povzroči rahlo spremembo njenih veznih lastnosti, kar lahko moti biokemijo celice, če uporabimo preveč težke vode.
Deuterij se pridobiva iz morske vode, kjer ga najdemo v koncentraciji okoli 300 ppm. Je zelo razredčen, zato je postopek ekstrakcije energetsko intenziven in drag; 1 funt (0.4 kilograma) lahko stane na stotine ameriških dolarjev (USD). Zaradi svoje atomske mase je izotop boljši moderator nevtronov kot navaden vodik, devterijev oksid pa se uporablja v nekaterih jedrskih fisijskih reaktorjih, kot je zasnova CANDU. Deuterij se uporablja tudi pri izdelavi jedrskih bomb, med drugo svetovno vojno pa so zavezniki bombardirali glavno nemško tovarno devterija, da bi ji preprečili pridobivanje atomskega orožja.
Večina fuzijskih reakcij, ki jih je enostavno doseči, uporablja devterij kot sestavino, vključno z devterijem-tricijem, ki je trenutno v središču raziskav umetne fuzije. Večina izotopa, ustvarjenega v zvezdi, se hitro spet zlije, zato velika večina vodika v vesolju ostane vodik ali pa se zlije v težje elemente, kot sta helij in ogljik. Rjavi pritlikavci, ki nikoli nimajo dovolj visoke temperature jedra, da bi zlili navaden vodik, lahko ostanejo stabilni nekaj milijonov let, če združijo svoj devterij.