الماء العادي يتكون أساساً من مادتي الأوكسجين والهيدروجين (H2o). أما الماء الثقيل فيحتوي على نظير لمادة الهيدروجين يدعى (ديوتريوم).. ولأن كتلة الديوتريوم أثقل بمرتين من الهيدروجين سمي بالماء الثقيل (ويدعى أحياناً أكسيد الديوتريوم ورمزه الكيميائي D2O ولا تنبت به البذور ولا تعيش فيه الأحياء).
وفائدة الماء الثقيل - في المفاعلات الذرية - تكمن في قدرته العالية على التحكم بطاقة النيوترونات المنطلقة من التفاعل الذري. كما انه يعمل كمبرد لقلب المفاعل وينقل الحرارة بفعالية لتحويلها إلى طاقة بخارية مفيدة.. ورغم قدرة الماء العادي على لعب هذه الادوار إلا أن الماء الثقيل أكثر منه سرعة وفعالية!.