I diamanti sono composti da atomi di carbonio disposti in un reticolo cristallino rigido. Questo tipo di disposizione reticolare conferisce ai diamanti la loro estrema durezza e conduttività termica, nonché il loro elevato indice di rifrazione. In termini di stato della materia, i diamanti sono generalmente classificati come solidi a causa del loro forte legame interatomico e della forma fissa. Tuttavia, a temperature estremamente elevate, i diamanti possono passare allo stato di plasma, dove gli elettroni sono completamente separati dagli atomi di carbonio. Ciò si verifica a temperature superiori a circa 3.700 gradi Celsius.