Dansgaard var den første paleoklimatolog som påviste at andelen av isotopene O og deuterium (H) i breis kunne brukes som indikator for fortidens klimaendringer. Arbeidet ble publisert i og i 1954. Han var også den første som bemerket deuteriumoverskuddet i breis sammenlignet med det typiske O-H forholdet i verdenshavene og fant ut at forskjellene i forholdet mellom deuterium og vanlig hydrogen skyldtes vanntemperaturen og jordas gjennomsnittlige luftfuktighet.