O 2H, o outro isótopo estable de hidróxeno, é coñecido como deuterio e contén un protón e un neutrón no núcleo. Todo o deuterio no universo produciuse no momento do Big Bang, e perdurou desde entón. O deuterio non é radioactivo, e non representa un perigo de toxicidade significativo. A auga enriquecida en moléculas que inclúen deuterio en vez de hidróxeno normal chámase auga pesada. O deuterio e os seus compostos úsanse como etiqueta non radioactiva en experimentos químicos e en disolventes para a espectroscopia 1H-NMR. A auga pesada úsase como moderador de neutróns e refrixerante para reactores nucleares. O deuterio tamén é un combustible potencial para a fusión nuclear.
2H