Het belangrijkste verschil tussen protium en deuterium is dat protium geen neutronen in zijn atoomkern heeft, terwijl deuterium één neutron heeft.
Protium en deuterium zijn isotopen van waterstof. Daarom verschillen ze van elkaar volgens het aantal neutronen dat aanwezig is in hun atoomkernen. Waterstof bevat één proton in de atoomkern: het atoomnummer van waterstof is dus 1. Er zijn drie isotopen van waterstof. Alle drie isotopen bevatten ook één proton. We kunnen de drie isotopen aanduiden als 1 H, 2 H en 3 H. De waarden in superscript zijn de atoommassa's van deze elementen.
