本申请实施例提供的整体式的直饮低氘水装置，包括催化交换组件、水电解组件和氢燃料电池组件。催化交换组件能够与外部水源连通。进入催化交换组件的氢气和水能够在催化交换组件内进行水‑氢气的氢同位素交换反应，并生成低氘氢气。水电解组件与催化交换组件连通。催化交换组件内的水流入水电解组件，并在水电解组件内电解生成氢气和氧气。氢气能够流入催化交换组件内。催化交换组件内生成的低氘氢气进入氢燃料电池组件内，用于在电化学条件下复合生成低氘水。本申请实施例提供的整体式的直饮低氘水装置体积小，安全性高，可放置于写字楼楼层、会议室及疗养中心、康复治疗中心等，也可以家用，降低了低氘水的生产成本和运输、储存成本。