Die molekulare Struktur eines Diamanten macht es schwierig, da Diamanten aus Kohlenstoffatomen bestehen, die in einer Gitterstruktur eng miteinander verbunden sind. Die Atome sind über kovalente Bindungen eng verbunden, bei denen sich zwei Atome ein Elektron teilen. Eine tetraedrische Einheit besteht aus fünf Kohlenstoffatomen, wobei sich ein Kohlenstoffatom mit den anderen vier Elektronen teilt. Aus der tetraedrischen Bindung von fünf Kohlenstoffatomen entsteht ein extrem starkes Molekül.
Kohlenstoff ist in seiner natürlichen Form nicht sehr hart. Es ist leicht zu zerquetschen, wenn genügend Kraft angewendet wird. Die Kohlenstoffstruktur ändert sich jedoch erheblich, wenn Kohlenstoffe hohem Druck und Hitze ausgesetzt sind. Es verwandelt sich von etwas Weichem in etwas extrem Hartes. Kohlenstoffatome komprimieren und bilden eine hochkonzentrierte kristallisierte Struktur, die dem Diamanten außergewöhnliche Härte und wertvolle Eigenschaften verleiht.
Die kristallisierte Form von Kohlenstoff, die durch extremen Druck und Hitze entsteht, führt zur Bildung von Diamanten. Diamanten sind unglaublich hart, weil sie in einer bestimmten Atomform kristallisiert sind, die durch Hitze und Druck auf der Erde in einer Tiefe von 140 bis 150 Kilometern entstanden ist. Es dauert lange, einen Diamanten herzustellen, und sie werden oft durch einen Vulkanausbruch an die Erdoberfläche gebracht. Auf der Mohs-Härteskala rangieren Diamanten bei 10, was der härteste in der Skala ist.