氢有两种重要的同位素和，俗称重氢和超重氢，它们分别与氧结合而成的水叫重水和超重水。

超重水（Tritium 氧化物），是一种无机化合物，由两个氚和一个氧组成，故又称一氧化二氚，其化学式为T2O或H2O。氚是氢的放射性同位素，氚原子核由一个质子和两个中子组成，半衰期约12年，水在地球上的总重大约是一百三十六亿亿吨，超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。若要制取1公斤的重水需要超过100万吨的天然水和大量的电能，因此超重水成本比黄金高上百倍，比重水提取成本高上万倍。

超重水不应该和重水混淆，差别于超重水是T2O或H2O；而重水是D2O或H2O。

重水（heavy H₂O）是由氘和氧组成的化合物。分子式DO，分子量20.0275，比普通水（HO）的分子量18.0153高出约11%，因此叫做重水。在天然水中，重水的含量约占0.015%。由于氘与氢的性质差别极小，因此重水和普通水也很相似。重水的离子积常数为1.6*10-15。常用来做核反应的减速剂。

超重水与重水的区别

超重水易与重水混淆，差别是：超重水是TO；而重水是DO

半重水

有另一种重水称为半重水，HDO，它只有一个氢原子是多一个中子的重氢。一般的半重水都并不纯正，通常是50%HDO，25%的HO 及 25%的DO。

重氧水是由比氧-16重的同位素或放射性同位素和氢组成的分子，有很多种。

氧-18水

氧-18水是指由氧-18和氢组成的分子，化学式为HO。

极重水

极重水是指由氢的放射性同位素氢-4和氧组成的水分子，化学式为HO，这种分子可能只在理论上存在，因为H的半衰期为9.93696×10秒，可能还来不及反应就已经衰变了。

自然界中几乎没有超重水的踪迹，无法从普通水中获取，只能用人工方法制造。制造重水的一般方法是把锂的同位素放在反应堆中，在中子的作用下，使锂的原子核发生转变，生成超重氢、氢化锂和氘化锂等，再用复杂的化学方法把超重氢分离出来，和氧化合生成超重水。

生产超重水的速度异常缓慢。按目前生产水平，一座巨型工厂工作两年，仅能生产出几公斤重水。而且生产一公斤超重氢就要耗去将近十吨的原子燃料，所以超重水的价格是重水的几千倍。

因为超重水有放射性，因而可以在生物或化学的研究过程中作为“示踪原子”。例如，要了解病人体内水分循环情况时，可让病人喝一点含微量重水的茶水，半小时后，就会发现尿有放射性，一直到十四天以后才消失。说明水在人体里停图的时间是十四天。如果要了解化学反应中水的来龙去脉，也可以加上微量的重水，就会清楚地告诉人们，水在化学反应过程中的行踪。

由于超重水会衰变，其半衰期约12年，因此，它还可以用来判断各种水基液体的年龄，如葡萄酒。

超重水也可以用来测量水在一个人的身体的总体积。超重水分配本身到所有身体腔室相对较快。尿液中国足球协会超级联赛重水浓度和体内的浓度相近。因此，已知原来超重水的摄入和浓度，可以计算出水在人体内的总体积。

重水和超重水又可以当作氢弹的“炸药”。因为重氢和超重氢可以在几千万度的高温下发生聚合反应，同时放出比原子弹还大得多的能量。氢弹比原子弹的威力大得多就是这个原因。

重水和超重水蕴藏的能量，可以说在世界上是无与伦比的。据理论上的计算，一克重氢全部发生聚合反应，可以放出相当于十万千瓦小时的能量。如果把一吨海水中所含的重水全部提炼出来，并使其中的重氢都发生聚合反应，那么，产生的能量就相当于一座15万千瓦的发电厂一昼夜所发出的电力。