Το διαμάντι είναι το σκληρότερο φυσικό υλικό στη Γη και μπορεί να χαραχθεί μόνο από ένα άλλο διαμάντι.

Το διαμάντι αποτελείται από καθαρό άνθρακα διατεταγμένο σε μια εξαιρετικά σταθερή κρυσταλλική δομή που ονομάζεται κυβικό πλέγμα. Κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με άλλα τέσσερα μέσω ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών σε σχήμα τετραέδρου. Αυτή η διάταξη είναι που προσδίδει στο υλικό την κορυφαία θέση στην κλίμακα σκληρότητας Mohs, η οποία δημιουργήθηκε από τον Γερμανό ορυκτολόγο Friedrich Mohs το 1812.Η κλίμακα Mohs είναι ποιοτική και κατατάσσει τα ορυκτά από το 1 έως το 10 με βάση την ικανότητά τους να χαράσσουν το ένα το άλλο. Αν και το διαμάντι έχει βαθμό 10 και το κορούνδιο (ζαφείρι/ρουμπίνι) βαθμό 9, οι σύγχρονες μετρήσεις με σκληρόμετρα Vickers δείχνουν ότι το διαμάντι είναι στην πραγματικότητα τέσσερις φορές σκληρότερο από το κορούνδιο. Αυτή η ακραία ιδιότητα το καθιστά αναντικατάστατο σε βιομηχανίες εξόρυξης και κατασκευών για πάνω από έναν αιώνα.Είναι σημαντικό να διαχωρίζουμε τη σκληρότητα από την ανθεκτικότητα στην κρούση. Στην επιστήμη των υλικών, το διαμάντι θεωρείται εύθραυστο επειδή έχει επίπεδα σχισμού. Αν δεχθεί κρούση με σφυρί στην κατάλληλη γωνία, οι δεσμοί μεταξύ των επιπέδων σπάνε και ο κρύσταλλος θρυμματίζεται. Η NASA και άλλα ερευνητικά ιδρύματα χρησιμοποιούν συνθετικά διαμάντια σε εργαστηριακές συνθήκες υψηλής πίεσης για να προσομοιώσουν το εσωτερικό των πλανητών.