金刚石型结构，即在金刚石的晶体结构中，每一个碳原子均被其他4个碳原子围绕，形成四面体配位，任何两相邻碳原子之间的距离均为0.154纳米，是典型的共价键晶体。自然界中存在极少量六方晶系的六方金刚石，是金刚石的另一种同质多象矿物。

金刚石分类的主要依据是微量元素氮（N）和硼（B）的含量：N含量大于0.001%者为Ⅰ型，小于0.001%者为Ⅱ型。Ⅰ型金刚石按N的赋存状态分为：N原子沿{100}聚集成片状分布的Ⅰa型和N原子置换碳（C）原子并出现一个未配对电子旋转于C-N键之间的Ⅰb型。Ⅱ型金刚石按含B情况分为：不含B的Ⅱa型和含B的Ⅱb型。当N分布不均匀时构成混合型。约98%的天然金刚石属于Ⅰa型。红外光谱是鉴别金刚石类型的主要方法。　

金刚石最常见的晶形是八面体和菱形十二面体，其次是立方体和前两种单形的聚形，晶面常成凸曲面而使晶体趋近于球形；双晶常见，但一般以粒状产出。由放射状或微晶状集合体形成的粗糙圆球形的金刚石称为圆粒金刚石。　　

金刚石无色透明，常因所含微量元素的不同而呈不同色调：含铬呈天蓝色，含铝呈黄色，还可有褐、灰、白、绿、红、紫等色调，含石墨包体者呈黑色称为黑金刚石。有些金刚石可通过人工方法使之改色。晶面金刚石光泽，断口油脂光泽。解理{111}中等、{110}不完全。莫氏硬度10，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍，是已知物质中硬度最高的。其中八面体晶面的硬度高于菱形十二面体晶面的硬度，高于立方体晶面的硬度。性脆，抗磨性强。不导电。疏水而亲油。折射率高达2.40～2.48。具强色散性。质量最好的金刚石密度可达3.53克/立方厘米，而黑金刚石仅为3.15克/立方厘米。具半导体性。导热性好，室温下其导热率是铜的5倍。熔点高达4000℃，金刚石加热到1000℃时，可缓慢转变为石墨。空气中燃烧温度850～1000℃。经日光曝晒后置暗室发淡青蓝色磷光。在X射线照射下发蓝绿色荧光，这一特性被用于选矿。

金刚石标本

金刚石主要产于金伯利岩或钾镁煌斑岩（金云火山岩）的岩筒或岩脉中，为高温高压产物。也产于冲积成因的砂矿中，砂矿金刚石约占世界产量的90％。世界最著名的金刚石产地为南非金伯利地区、刚果（金）、澳大利亚西部、俄罗斯雅库特、美国阿拉斯加和巴西米纳斯吉拉斯等地。中国辽宁、山东、湖南和贵州等地均有发现（见图）。世界上最大金刚石产于巴西卡帕达迪亚，重3148克拉，属工业用金刚石。最大的宝石级金刚石为重3106克拉（1克拉=0.2克）、大小为10厘米×6.5厘米×5厘米的“库利南”（Cullinan），1905年发现于南非的普列米尔矿山。1955年2月15日，美国以石墨为原料，在2750℃和约10¹⁰帕的温度、压强条件下首次合成了金刚石。人造金刚石生产已很普遍，产量早已超过天然金刚石，工业应用三分之二来源于人造金刚石。　

金刚石自古就是最名贵的宝石，以透明、无瑕疵、无色或微蓝为上品。其加工成品称为钻石。除作为宝石外，还可利用其高硬度制作仪表轴承、玻璃刀、表镶钻头；利用其高导热性制作微波器和激光器的散热片；利用其优良的红外线穿透性制造卫星和高功率激光器的红外窗口；利用其半导体性能制作整流器、三极管等。