钻石，它是一种由碳元素组成的矿物，是自然界由单质元素组成的粒子物质，是碳同素异形体。钻石由于其极硬的晶格，它只能被非常少的杂质污染，例如硼和氮。
少量的缺陷或杂质(约为每百万格原子的一种)颜色钻石蓝(硼)，黄色(氮)，棕色(晶格缺陷)，绿色(辐射暴露)，紫色，粉红色，橙色或红色。钻石也有相对高的光学色散(能驱散不同颜色的光)。
在地球的地幔中，大多数天然钻石都是在140到190千米(87到118英里)的高温和高压下形成的。含碳矿物提供了碳源，而这种增长发生在10亿到33亿年之间(占地球年龄的25%到75%)。通过岩浆的深层火山喷发，钻石与地球表面的距离很近，它们可以冷却成被称为金伯利特和兰皮拉斯的火成岩。钻石也可以合成在一个HPHT方法中，它近似模拟地球地幔的条件。另一种完全不同的生长技术是化学气相沉积。一些非金刚石材料，包括立方氧化锆和碳化硅，经常被称为钻石模拟，外观和许多特性类似钻石。已经开发出特殊的宝石技术来区分天然钻石、人造钻石和钻石模拟。
硬度
钻石是最坚硬的天然材料，钻石的硬度自古就有，是其名称的来源。金刚石的硬度取决于其纯度、结晶性的完美和定向:硬度比完美无瑕的纯晶体更高，其方向为方向(沿着立方菱形晶格最长的对角线)。因此，如果用其他材料(如氮化硼)来刮一些钻石是可能的，所以，最坚硬的钻石只能被其他钻石和纳米晶金刚石骨料所划伤。金刚石的硬度有助于其作为宝石的适宜性。因为它只能被其他钻石划破，所以它的抛光效果非常好。与其他许多宝石不同的是，它很适合日常穿着，因为它对划痕的抵抗性——可能是它作为订婚或结婚戒指的首选宝石而受到欢迎的原因，因为它通常每天都可以戴着。
最坚硬的天然钻石主要来自于位于澳大利亚新南威尔士州新英格兰地区。这些钻石一般都是小的，完美的半完美的八面体，用来抛光其他钻石。它们的硬度与晶体生长形式有关，晶体生长是单晶生长。大多数其他的钻石都显示出更多的多个生长阶段的证据，这些阶段产生了晶体晶格中的内含物、缺陷和缺陷面，这些都影响着它们的硬度。在高压力和高温度的组合下，有可能将普通钻石加工成钻石，比硬度计中使用的钻石要坚硬得多。
