Většina přírodních diamantů krystalizuje v plášti Země, kde uhlíkem bohaté fluidy nebo taveniny potkávají správnou kombinaci tlaku, teploty a chemických podmínek chudých na kyslík. V chladných, silných kořenech prastarých kontinentů může uhlík vstoupit do stabilní oblasti diamantu a uspořádat se do pevné kubické mřížky, která diamantu dává jeho identitu.

Většina drahokamových diamantů jsou litosférické diamanty, vzniklé přibližně 150–250 km pod povrchem v kratonických plášťových kořenech. Menší, ale vědecky významná skupina, známá jako superhluboké diamanty, vzniká mnohem hlouběji, v přechodové zóně a spodním plášti. Tyto kameny jsou vzácnými posly z oblastí, které lidé nemohou přímo vzorkovat.

Růst diamantů může probíhat v peridotitickém nebo eklogitickém prostředí. Uhlíkem bohaté fluidy zavedené subdukcí nebo karbonátové taveniny pohybující se plášťovou horninou během metasomatismu mohou dosáhnout nasycení a vykrystalizovat diamant. Minerál tedy není jen drahokamem; je záznamem přenosu uhlíku v nitru Země.

Diamanty dosahují povrchu hlavně v řídkých, těkavých sopečných horninách nazývaných kimberlity a v některých případech lamproity. Tyto magmy čerpají zdroje z pláště pod starobylými kontinentálními oblastmi a rychle stoupají vertikálními nebo mrkvovitými komíny. Rychlý výstup je nezbytný: pokud by byl transport příliš pomalý, diamanty by se pravděpodobně rozložily, změnily nebo ztratily svou geologickou integritu dříve, než dosáhnou mělčích úrovní.

Žádná erupce kimberlitu nebyla přímo zaznamenána v historii, takže vědci rekonstruují jejich chování z komínů, brekcií, sopečných textur, experimentů a modelování. Je jasné, že erupce obsahující diamanty jsou neobvyklé, násilné a geologicky rychlé.

Mnoho diamantů je mimořádně starých, často v rozmezí 1–3,5 miliardy let. Jejich stáří se obvykle určuje nepřímo datováním minerálních inkluzí pomocí systémů jako Rb–Sr, Sm–Nd nebo Re–Os. Tyto inkluze odhalují období růstu diamantů spojená s metasomatismem pláště, vývojem kratonu a cyklem uhlíku souvisejícím se subdukcí.

Inkluze mohou také uchovávat minerály, které jsou na povrchu nestabilní, pokud nejsou chráněny uvnitř diamantu. Tato ochrana činí z diamantu vědeckou kapsli, která uzavírá fragmenty hluboké Země v tvrdé průhledné skořápce.

Odrody diamantů jsou formovány stopovými prvky, strukturálními defekty, deformací, vystavením záření, prostředím růstu a krystalovou agregací. Gemologové používají systém typů diamantů k popisu obsahu dusíku a boru, zatímco barevné hodnocení rozlišuje běžné bezbarvé až světle zbarvené diamanty od kamenů s fantazijní barvou.

Nejdůraznější vizuální diamanty často svou barvu nezískávají pouze díky jednoduchým nečistotám, ale díky přesným defektům v mřížce. Modré diamanty jsou spojeny s borem; mnoho žlutých diamantů s dusíkem; růžové a červené diamanty s plastickou deformací; zelené diamanty s radiačně souvisejícími vakancemi.

Laboratorně pěstované diamanty mají stejnou základní chemii a krystalovou strukturu jako přírodní diamanty: uhlík uspořádaný v diamantové mřížce. Rozdíl je v původu. Přírodní diamanty rostou v zemském plášti; laboratorně pěstované diamanty krystalizují v kontrolovaných technologických prostředích.

Dvě hlavní metody růstu dominují. HPHT růst využívá vysoký tlak a vysokou teplotu k krystalizaci diamantu z uhlíku za podmínek, které napodobují aspekty stability pláště. CVD růst ukládá uhlík atom po atomu z uhlíkatého plynu, běžně pomocí metanu a vodíkového plazmatu, na diamantové zárodečné destičky.