ใช้หลักๆ เป็นตัวทำละลายและสารเคมีในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสเปกโทรสโกปี NMR ในฐานะตัวทำละลายที่เป็นดิวเทอเรตสำหรับวิเคราะห์สารประกอบที่ไม่ละลายในน้ำ การแทนที่ด้วยดิวเทอเรียมช่วยลดการรบกวนในวิเคราะห์สเปกตรัม ทำให้มีประโยชน์ในการวิจัยและพัฒนาเพื่อศึกษากโครงสร้างโมเลกุล นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสารมาตรฐานอ้างอิงในเคมีวิเคราะห์สำหรับการสอบเทียบและตรวจสอบ ในงานอุตสาหกรรม ใช้ในการผลิตสารเคมีพิเศษและยาเสพติดที่ต้องการการติดฉลากดิวเทอเรียมอย่างแม่นยำ คุณสมบัติที่ไม่ทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะบางอย่างทำให้เหมาะสำหรับใช้ในปฏิกิริยาเคมีเฉพาะที่ต้องการสภาพแวดล้อมเฉื่อย