地球上的水中，HDO的含量约1/3200，即每3200个水分子中有一个为HDO, HDO与H2O可以通过蒸馏，电解或化学方式分离，其中化学分离方式效价比最高。工业上常用Girdler sulfide过程，利用硫化氢将水中的氘代水在30℃ “萃取”出来，之后在130 ℃与水交换得到氘代水，通过多级交换得到纯度较高的氘代水。除了硫化氢外，氨气，甲胺等也可以用于分离纯化氘水（也称为重水）；有了氘水后，氘代试剂的制备就容易了：
氘代DMSO:将DMSO与重水在碱性催化剂（氧化钙）的作用下交换为DMSO-d6,这一过程需要重复多次以得到高纯度的氘代DMSO;
氘代丙酮：丙酮与重水在碱性催化剂（LiOD）的作用下发生H-D交换制备；
氘代苯：苯与重水在过渡金属催化下与重水交换得到氘代苯；
氘代四氢呋喃：四氢呋喃在过渡金属催化下与重水交换制的；
氘代氢氧化钠或氘代氢氧化钾可以由金属单质与重水反应制备；
氘气：通过电解氘水可以制备氘气；
氘代试剂广泛应用于核磁检测确认结构；而另一个常用的用途是用来研究反应机理(KIE); 用氘代试剂作为反应溶剂也可方便检测反应的进程；氘水也可用在红外色谱中避免水峰与酰胺信号的重叠；另外，氘水也可用于测量人体代谢速率。
除此以外，氘水与轻水相比，能够捕获更多的中子，从而用来调节核反应的进程；因而氘水于上世纪四十年代开始工业化大规模生产，目前世界上主要的生产国家为加拿大，美国，印度，阿根廷，日本，挪威，伊朗，巴基斯坦等；
