鉆石的化學成分是碳，這在寶石中是唯一由單一元素組成的，屬等軸晶系。常含有0.05%-0.2%的雜質元素，其中最重要的是N和B，他們的存在關系到鉆石的類型和性質。晶體形態多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。純凈的鉆石無色透明，由于微量元素的混入而呈現不同顏色。強金剛光澤。折光率2.417，色散中等，為0.044。均質體。熱導率為0.35卡/厘米/秒/度。用熱導儀測試，反應最為靈敏。硬度為10，是目前已知最硬的礦物，絕對硬度是石英的1000倍，剛玉的150倍，怕重擊，重擊后會順其解理破碎。一組解理完全。密度3.52克/立方厘米。鉆石具有發光性，日光照射后 ，夜晚能發出淡青色磷光。X射線照射，發出天藍色熒光。鉆石的化學性質很穩定，在常溫下不容易溶于酸和堿，酸堿不會對其產生作用。
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