Hovedforskellen mellem protium og deuterium er, at protium ikke har nogen neutroner i sin atomkerne, mens deuterium har en neutron.
Protium og deuterium er isotoper af brint. Derfor adskiller de sig fra hinanden alt efter antallet af neutroner, der er til stede i deres atomkerner. Brint indeholder en proton i atomkernen: Atomtallet for hydrogen er således 1. Der er tre isotoper af hydrogen. Alle tre isotoper indeholder også en proton. Vi kan betegne de tre isotoper som 1 H, 2 H og 3 H. Værdierne i overskrift er de atomare masser af disse grundstoffer.