ダイヤモンドの物質特性
I型のダイヤモンドには主に窒素原子が不純物として最大1 %含まれている。もし窒素原子が2つ1組、またそれ以上に凝集しても、ダイヤモンドの呈色に関して影響を及ぼさない(Ia型)。全ての宝石ダイヤモンドの約98 %はIa型であり、かつてダイヤモンドの一大生産地であった南アフリカのケープ州で採掘されたダイヤモンドもこの種類である。またIa型のように凝集した窒素原子が1つ1つばらばらに分散すれば、ダイヤモンドは濃い黄色や褐色を呈する(Ib型)。Ib型の天然ダイヤモンドは非常に稀で0.1 %以下しか存在しないが、窒素を含む合成ダイヤモンドは大抵このタイプである。I型のダイヤモンドは赤外線と紫外線領域両方の電磁スペクトルで波長320 nmの吸収が確認され、蛍光や可視光の吸収スペクトルの特徴を有する。
恐らくハイパーダイヤモンドの硬度は最大でも310 GPaと推測される。
ダイヤモンドの引張強さ(英語版)は不明であるが、60 GPaまで観測されている。そして結晶格子と結晶方向が欠陥もなく完全であれば、90 GPaから225 GPaまで耐えられるとされる。引張強度は、[100]の結晶方向(立方晶の格子面に垂直な方向)が最も大きく、次に[110]方向、そして[111]方向に対して最も弱い。
立方晶ダイヤモンドは八面体の面に対して4方向に完全な劈開をもち、切れ味の悪い刃先でも簡単に割れ、滑らかな劈開面が現れる。また、ダイヤモンドは結晶方位によっても硬度が異なる。立方体の面の対角線方向が最も硬く、最も軟らかい十二面体の面のそれより100倍の差があり、八面体の面に対する硬度はこの2極値の中間に位置する。ダイヤモンドカット加工はこれらの性質を大いに利用している。特にカリナン・ダイヤモンドのような大きなダイヤモンド原石から傷ついた箇所を除去する時や原石から2つ以上の宝石を作り上げる際は、ダイヤモンドの劈開も役に立つ。
ダイヤモンドの結晶構造は、ダイヤモンド立方晶系(空間群ではFd3mと表記)で、炭素原子で共有結合された四面体型で構成される。また六方晶のダイヤモンド(ロンズデーライト)が発見されたが、地球上に存在するのは非常に稀で、隕石中に含まれるか、研究実験により合成される。