Deuterium er vigtig inden for astrofysik, da det spiller en central rolle i forståelsen af universets udvikling. Deuterium blev dannet kort tid efter Big Bang og er derfor et af de mest grundlæggende elementer. Mængden af deuterium, der findes i universet, kan vejlede forskere i at vurdere, hvor meget stof der blev skabt under Big Bang og hvordan universet udviklede sig.