При электролизе обычной воды, содержащей наряду с молекулами Н₂О также незначительное количество молекул D₂O, образованных тяжелым изотопом водорода, разложению подвергаются преимущественно молекулы Н₂О. Поэтому при длительном электролизе воды остаток постепенно обогащается молекулами D₂O. Из такого остатка после многократного повторения электролиза в 1933 г. впервые удалось выделить небольшое количество воды состоящей почти на 100% из молекул D₂О и получившей название тяжелой воды. По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды (таблица). Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной. Тяжелую воду применяют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах.