ใช้เป็นตัวทำละลายแบบดีวเทอเรต (deuterated solvent) ในงานสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) เพื่อการวิเคราะห์สภาพแวดล้อมของโปรตอนในโมเลกุลอินทรีย์ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยกำจัดสัญญาณรบกวนจากตัวทำละลายที่ไม่ใช่ดีวเทอเรต แอตอมดีวเทอเรียมช่วยให้สัญญาณล็อกสำหรับเครื่อง NMR ซึ่งปรับปรุงความเสถียรและความแม่นยำของสเปกตรัม ใช้กันทั่วไปในการถอดโครงสร้างของสารอินทรีย์และเภสัชภัณฑ์ที่ซับซ้อนซึ่งต้องการสเปกตรัมความละเอียดสูง นอกจากนี้ยังใช้ในงานศึกษากิเนติกส์และกลไกที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนไฮโดรเจน-ดีวเทอเรียม