Diamond heeft een MOHS -hardheid van 10 en een microhardheid van 98,5 GPA. De theorie van hardheid was grotendeels een semi-empirische wetenschap, en zelfs tot voor kort hebben onderzoekers geprobeerd hardheid te relateren aan de structuur van chemische bindingen. Sommige relaties zijn vastgesteld tussen de slijtvastheid van een materiaal en de roosterergie, evenals tussen atomaire tussenruimten en hardheid. De resultaten verkregen door verschillende onderzoekers zijn vrij gelijkaardig, met de meeste neiging om de hardheid toe te schrijven aan atomaire getallendichtheid en bindingssenergiedichtheid.
Van alle bekende stoffen is Diamond het moeilijkst en heeft de hoogste atoomnummerdichtheid. Op basis van hun hardheid kan een groep superhard-materialen worden geïdentificeerd, waaronder diamant, diamantachtige vaste stoffen, kubieke boornitride, hexagonale boornitride, siliciumcarbide en boorcarbide. Gemiddeld is de microhardheid van superhard -materialen 2 tot 3 ordes van grootte hoger dan die van gehard staal.
Diamant geleidt warmte via fononen, wat resulteert in een uitstekende thermische geleidbaarheid. Diamond heeft de hoogste thermische geleidbaarheid van elke bekende stof en de thermische geleidbaarheid is zeer stabiel bij kamertemperatuur. Speciaal gesneden diamantmateriaal kan worden gebruikt als venstermateriaal voor grote apparatuur en apparaten met een hoog verwarming, wat warmtedissipatie oplevert.
Fysica van vaste toestand laat zien dat een oneindig aantal parallelle vlakken kan worden gevormd in het ruimtelijke rooster van een kristal. Omdat de afstand tussen verschillende families van kristalvliegtuigen varieert, zal het kristal onder bepaalde externe krachten variëren over het vlak met de grootste afstand. Dit fenomeen wordt dissociatie genoemd. Diamantkristallen hebben familievlakken met de grootste afstand, waardoor ze het meest vatbaar zijn voor splitsing langs deze vliegtuigen.