一、力学性质
硬度金刚石是自然界目前已知材料中最硬的物质，其相对硬度(莫氏硬度)为10，显微硬度(正方锥压入法)为98588MPa。金刚石绝对硬度是石英的1000倍，是刚玉的150倍。金刚石的产地、矿床类型及颜色不同，其硬度不同。同一金刚石不同晶面上硬度也不同，杂质会对硬度产生影响，如含铬使金刚石硬度降低，韧性增大;含氮则金刚石硬度较高而脆性增大。硬度具有明显的各向异性，八面体{111}晶面上的硬度>菱形十二面体{110}晶面上的硬度>立方体{100}晶面上的硬度>四角三八面体{211}晶面上的硬度。
同一晶面不同方向上硬度也不同，在(100)面上，对角线［011］方向的硬度>正四方形边［001］、［010］方向的硬度;在(110)面上，对角线［111］方向的硬度远大于［001］方向的硬度;在(111)面上各方向硬度相近。
脆性金刚石虽然很硬，但性脆，在一定的冲击力下会沿晶体{111}解理面裂开。金刚石的脆性与晶体的内应力、裂缝及其他缺陷有关。晶体的内应力大、具有裂缝和其他缺点的晶体，在较低的冲击下就能被劈开。
密度金刚石的密度一般为3.47～3.56g/cm3，质纯、结晶完好的金刚石密度为3.52g/cm3。金刚石的颜色不同，晶体中包裹体的种类和数量不同，密度也不同。
解理金刚石具有{111}中等解理和平行{110}、{221}的不完全解理。因为其结构中{111}面网内键的相对密度最大，为4.619/a2，面网间键的相对密度最小，为2.309/a2;{110}面网内键的相对密度为2.828/a2，仅次于{111}面网，面网间相对密度为2.828/a2，仅高于{111}。其他面网间键的相对密度远远超过其面网内的相对密度，因而不易产生平行其面网的解理，而是产生不规则的贝壳状断口。Ⅱ型金刚石的解理面通常较Ⅰ型平滑。少数金刚石可发生塑性变形，系沿{111}方向产生滑移所致。
断口金刚石的断口具有很复杂的结构，但常以贝壳状或参差状为特征。
二、光学性质
颜色纯净的金刚石无色，但比较少见。多呈不同颜色，如黄色、绿色、棕色、玫瑰色、蓝色、灰色、黑色等。金刚石的颜色与所含杂质及结构缺陷有关。如黄色可由含Ti4+和Fe3+引起，或由结构中的缺陷中心造成。Ⅰb型金刚石含顺磁性单原子氮，常呈琥珀黄色，但这种形式的氮含量更高时会出现绿色。Ⅱb型金刚石含硼，使晶体常具蓝色或天蓝色。玫瑰色和烟色不是由杂质所致，而是结构呈色。灰色和黑色则可能由结构缺陷或含深色包裹体(主要是石墨)所致。
光泽金刚石常具有金刚光泽，但少数为油脂光泽、玻璃光泽，甚至无光泽。这是由于长期的化学腐蚀、射线影响、外来物质侵入以及表面为其他物质覆盖而光泽暗淡。
透明度纯净的金刚石晶体是透明的，但有些金刚石为半透明，甚至不透明。
折光率纯净者达2.40～2.48，在透明矿物中折光率最高。折光率愈高，对光的反射力愈强。经过特殊设计和加工的金刚石，可以把射入各个面和射入内部的光线几乎全部反射出去。折射率随波长改变明显:396.9nm，n=2.4653;486.1nm，n=2.4354;656.3nm，n=2.4103;762.8nm，n=2.4024。均质体，但常呈异常双折射，可能由结构缺陷造成的内应力所引起。
色散性金刚石具有高度的色散性，其色散系数达0.063，也是透明矿物中的最大者。色散系数愈大，分光效果愈好。当一束白光射入琢磨好的金刚石中时，因色散效应，可分成不同颜色的光，使得金刚石光彩夺目。
异常干涉色等轴晶系矿物，在正交偏光镜下的干涉色应为黑色，但很多金刚石呈异常干涉色，如灰色、黄色、粉红色、褐色等。
发光性金刚石在阴极射线下发鲜明的绿色、天蓝色、蓝色荧光;在X射线下发中等亮度或较微弱的天蓝色荧光，极少数不发光;在紫外线下发鲜明或中等亮度的天蓝色、紫色、黄绿色荧光;日光曝晒后在暗室里发淡青蓝色磷光。Ⅱb型金刚石在波长365nm的光照射下不发光，但用短波紫外线(253.7nm)照射后显示浅蓝色，有时呈红色磷光。
三、热学性质
热导率金刚石是较好的热良导体，其热导率不等，一般为138.16W/(m·K)。Ⅰb和Ⅱa型金刚石热导性特别好，Ⅰb及Ⅱ型含氮量低，均具有很高的热导率，适于作散热元件。金刚石的热导率随温度而异。在液氮温度下为铜的25倍，室温下为铜的5倍，具有超导热性。
热膨胀性金刚石在低温时线膨胀系数极小，随温度升高线膨胀系数迅速增大。
耐热性金刚石在纯氧中燃点为720～800℃，在空气中燃点为850～1000℃，在绝氧不加压的真空条件下，金刚石加热至1800～1900℃可转变为石墨。在金刚石燃烧时火焰呈蓝色。
四、电磁性能
导电性Ⅰ型和Ⅱa型金刚石为绝缘体，室温下电阻率为1014～1015Ω·cm，随着温度的升高，电导率有所增大。Ⅱb型金刚石具有良好的半导体性能。
介电常数金刚石的相对介电常数在15℃时为16～16.5，其数据随测定时的电场强度、频率和室温而异。
光电性用波长210～300nm的紫外线照射金刚石时，会有光电流产生。用红外和紫外线同时照射时，其光电导将增加近两倍。相同条件下，Ⅱ型比Ⅰ型金刚石的电流大若干数量级。
摩擦电性金刚石与玻璃、硬橡胶、有机玻璃表面摩擦时均产生摩擦电荷。摩擦电荷的符号为正，大小随摩擦时间而异。
磁性纯净的金刚石为非磁性，当含有磁性包裹体时具有一定磁性。
五、表面性质
金刚石表面具有亲油性和疏水性。金刚石由非极性的碳原子所组成，对水的H+和OH－不产生吸附作用，即水对金刚石不产生极化作用，故金刚石具疏水性。天然金刚石亦有疏油亲水者，主要原因是:①表面覆盖有氧化薄膜或硅酸盐矿物薄膜，使表面键性改变而变为亲水;②微量元素的混入，使晶体内部构造或表面键性发生改变;③受射线作用，地质应力作用，酸碱长期腐蚀、杂质机械混入和包裹体的影响等，其新鲜表面润湿接触角为80°～120°。自然界中的金刚石表面往往被污染，因而润湿触角变小。
六、化学性质
金刚石具有很好的化学稳定性，耐酸、耐碱，高温下也不与浓的HF，HCl，HNO3反应。只有在Na2CO3，KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面才稍微有氧化现象。其他性质见表14－2。
表14－2 金刚石的性质一览表