Diamanten zijn samengesteld uit koolstofatomen die in een stijf kristalrooster zijn gerangschikt. Dit type roosteropstelling geeft diamanten hun extreme hardheid en thermische geleidbaarheid, evenals hun hoge brekingsindex. Wat de toestand van de materie betreft, worden diamanten over het algemeen geclassificeerd als vaste stoffen vanwege hun sterke interatomaire binding en vaste vorm. Bij extreem hoge temperaturen kunnen diamanten echter overgaan in een plasmatoestand, waarin de elektronen volledig gescheiden zijn van de koolstofatomen. Dit gebeurt bij temperaturen boven circa 3.700 graden Celsius.