Deuterij je izotop dvostruko veće mase od vodika te je 1960-ih godina prošlog stoljeća našao važnu primjenu u kemiji, farmaciji i medicini. Znanstvenici su otkrili kako zamjenom procija deuterijem u molekuli, molekula poprima drugačija svojstva u usporedbi sa svojim nedeuteriranim analozima. Ta su se svojstva pokazala vrlo korisnima glede djelovanja lijekova te se deuterirani lijekovi danas sve više proučavaju i sintetiziraju. Deuteriranjem se farmakokinetički profil lijeka u većini slučajeva znatno poboljšava s obzirom na efikasnosti lijeka, što je posljedica kinetičkog izotopnog efekta. Razlikujemo primarni kinetički izotopni efekt i primarni ravnotežni izotopni efekt, sekundarni kinetički izotopni efekt i izotopni efekt otapala. Lijekovi s deuterij-ugljik vezom imaju duže vrijeme poluživota, odnosno duže se metaboliziraju u organizmu i utječu na stabilizaciju oksidativnog metabolizma. To je često poželjno, jer se na taj način smanjuje frekvencija uzimanja samog lijeka te se u određenim slučajevima smanjuje nastajanje toksičnih međuprodukata u reakcijama metabolizma. Mnoge su farmaceutske tvrtke krenule u pravcu sinteze deuteriranih lijekova te je do sada pripravljena nekolicina deuteriranih lijekova koji su odobreni i stavljeni na tržište. Neki od tih su deutetrabenazin, mindeudesivir-hidrobromid i deukravacitinib. Metode sinteza su različite te su tako neki od tih lijekova analozi nedeuteriranih lijekova i sintetizirani su deuterijvodik izmjenom, dok su drugi pripravljeni de novo. Deuteriranje se provodi na različitim mjestima u molekulama, a posebice na „magičnoj metilnoj“ skupini. Smatra se kako će se deuteriranje kemijskih spojeva nastaviti razvijati i pronalaziti primjenu u mnogim znanstvenim granama, npr. u liječenju raka.