所有宝石中，钻石的成分最为单纯，其化学成分主要是C（碳），是碳原子作有规律的排列而组成的晶体，钻石晶体结构具立方面心细胞。

石墨也是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。因为石墨的结晶格架和钻石不同，所以二者的物理、化学性质差别很大。钻石的矿物名称是金刚石。

钻石常含有包裹体，主要有橄榄石、石墨、云母等。钻石除含碳元素外，还含有少量微量元素如SiCaMgMnTiCaS,还有惰性气体及稀土稀有元素，达50多种，有时其杂质含量达4.8%。这些微量元素决定了钻石的类型，颜色等物理性质。简单说金刚石是天然产出的、以碳原子组成的具有立方面心晶体结构的一种矿物。