Kim cương được làm từ carbon có tổ chức cao. Các nhà khoa học suy đoán rằng kim cương có nguồn gốc từ các nguyên tử carbon dioxide cách bề mặt Trái đất 100 dặm dưới bề mặt Trái đất hơn một tỷ năm trước. Khí cacbonic phải chịu nhiệt độ và áp suất cực lớn để hình thành kim cương.
Các nguyên tử cacbon liên kết với nhau với bốn nguyên tử cacbon khác để tạo ra một liên kết đặc biệt bền vững khi có nhiệt và áp suất. Sức mạnh của liên kết này mang lại cho kim cương độ cứng duy nhất của chúng. Kim cương tổng hợp hiện đại được tạo ra bằng cách cho cacbon chịu nhiệt và áp suất mạnh chỉ trong vài ngày trong phòng thí nghiệm. Những viên kim cương tổng hợp này kém tinh khiết hơn kim cương tự nhiên, vì carbon được sử dụng được trộn lẫn trong dung dịch có chứa các nguyên tố khác.
