Алмаз является одной из аллотропных модификаций углерода, наряду с графитом, графеном и другими. Его исключительная твёрдость обусловлена уникальной кристаллической решёткой, в которой каждый атом углерода прочно связан с четырьмя соседними атомами, образуя очень жёсткую трёхмерную структуру. Благодаря этой твёрдости алмазы используются не только в ювелирном деле, но и в промышленности для резки, бурения и шлифовки самых прочных материалов.