Structura moleculară a unui diamant face dificilă, deoarece diamantele sunt formate din atomi de carbon legați strâns împreună într-o structură de zăbrele. Atomii sunt legați strâns prin legături covalente în care doi atomi împart un electron. O unitate tetraedrică este compusă din cinci atomi de carbon, cu un atom de carbon care împarte electronii cu celelalte patru. O moleculă extrem de puternică este formată din legarea tetraedrică a cinci atomi de carbon.
În forma sa naturală, carbonul nu este foarte greu. Este ușor să strivi când este aplicată o forță suficientă. Cu toate acestea, structura carbonului se modifică considerabil atunci când carbonii sunt supuși la presiune și căldură. Se transformă de la ceva moale în ceva extrem de greu. Atomii de carbon comprimă și formează o structură cristalizată foarte concentrată, care conferă diamantului duritate excepțională și proprietăți valoroase.
Forma cristalizată de carbon creată din presiune și căldură extremă conduce la crearea de diamante. Diamantele sunt incredibil de greu, deoarece au cristalizat într-o formă atomică particulară care a rezultat din căldura și presiunea pe pământ la o adâncime de 140 până la 150 de kilometri. Este nevoie de mult timp pentru a crea un diamant, adesea aduse pe suprafața Pământului printr-o erupție vulcanică. Pe scara de duritate Mohs, diamantele se situează la 10, ceea ce este cel mai greu la scară.
