Lumina încetinește de peste două ori când trece printr-un diamant, oferindu-i strălucirea sa unică.

Capacitatea unui material de a încetini lumina este măsurată prin indicele de refracție. Diamantul are unul dintre cei mai mari indici de refracție naturali, de aproximativ 2,42, comparativ cu 1,00 pentru aer și 1,50 pentru sticla obișnuită. Această valoare ridicată înseamnă că lumina este deviată mult mai puternic atunci când intră în piatră.Structura cristalină a diamantului este formată din atomi de carbon aranjați într-o rețea cubică extrem de densă. Această configurație forțează fotonii să interacționeze constant cu electronii atomilor de carbon, proces care întârzie propagarea undei luminoase prin mediu. Viteza luminii în diamant scade astfel la aproximativ 124.000 kilometri pe secundă.Un alt concept esențial este dispersia, care în cazul diamantului este de 0,044. Acest fenomen separă lumina albă în culorile curcubeului pe măsură ce aceasta trece prin fețele pietrei. Marcel Tolkowsky, un matematician și tăietor de diamante, a publicat în 1919 lucrarea „Diamond Design”, stabilind proporțiile ideale pentru a maximiza reflexia internă totală.Datorită unghiului critic mic de numai 24,4 grade, lumina care intră în diamant are șanse mari să fie reflectată în interior în loc să iasă prin fundul pietrei. Această „capcană de lumină” permite razelor să ricoșeze de mai multe ori înainte de a fi direcționate înapoi către ochiul privitorului. Astfel, strălucirea intensă este rezultatul direct al fizicii cuantice și al geometriei precise.