เพชร เป็นแร่ธาตุธาตุแท้ที่ประกอบด้วยคาร์บอน อะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนสี่อะตอมรอบข้างในโครงสร้างเตตระฮีดรัล sp³ ที่แข็งแรง โครงข่ายสามมิตินี้สร้างความแข็งแกร่งที่มีชื่อเสียง การนำความร้อนสูง และความเปล่งประกายที่คมชัดของแร่ธาตุนี้

เพชรตกผลึกในระบบไอโซเมตริกและมักปรากฏเป็นรูปแปดหน้า ลูกบาศก์ โดเดคะฮีดรัล ฝาแฝดแมคเคิล ผลึกที่ถูกกัดกร่อนกลม หรือเศษผลึก เพชรที่ใสและใช้เป็นอัญมณีเป็นเพียงหนึ่งในรูปแบบของชนิดนี้ รูปแบบทึบแสง ผลึกหลายผลึก และรูปแบบอุตสาหกรรมเช่นบอร์ทและคาร์บอนาโดก็เป็นส่วนหนึ่งของเรื่องราววัสดุที่กว้างขึ้นของเพชร

เพชรธรรมชาติสร้างขึ้นลึกใต้พื้นโลกและถูกพาไปยังผิวโลกโดยระบบคิมเบอร์ไลต์และแลมโพรไลต์ เพชรที่ผลิตในห้องปฏิบัติการโดยวิธี HPHT หรือ CVD มีโครงสร้างคาร์บอนและคุณสมบัติทางกายภาพหลักเหมือนเพชรธรรมชาติ แม้ว่าลักษณะการเจริญเติบโตและสเปกโทรสโกปีจะช่วยแยกแหล่งกำเนิดได้

ดัชนีหักเหสูงของเพชรทำให้แสงที่เข้ามางอแรง ในเพชรที่เจียระไนสัดส่วนดี แสงส่วนใหญ่จะสะท้อนภายในและส่งกลับผ่านมงกุฎ การสะท้อนแสงขาวสว่างนี้เรียกว่า ประกาย

การแยกแสงของมันประมาณ 0.044 แยกแสงขาวออกเป็นสีสเปกตรัม สร้างแสงวาบที่เรียกว่า ไฟ ไฟจะเห็นได้ชัดที่สุดเมื่อเพชรสะอาด การเจียระไนตอบสนองดี และแสงสว่างมีจุดสว่างเล็กๆ แสงกระจายกว้างในทางตรงกันข้ามมักเน้นรูปร่าง ลวดลายหน้าตัด และความสว่างโดยรวม

เพชรเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติทางแสงแบบไอโซโทรปิก จึงมีการหักเหแสงแบบเดี่ยว เพชรธรรมชาติและเพชรสังเคราะห์สามารถแสดงสีแทรกแซงผิดปกติภายใต้แสงโพลาไรซ์แบบไขว้เนื่องจากความเครียดภายใน แต่สิ่งนี้ไม่ใช่การหักเหแสงสองทางปกติและไม่ทำให้เพชรมีลักษณะเปลี่ยนสีตามมุมมอง

เพชรมีความแข็งมาก แต่ความแข็งหมายถึงความต้านทานต่อการขีดข่วน ไม่ใช่ความทนทานต่อความเสียหาย การแตกหักแบบอ็อกตาฮีดรัลที่สมบูรณ์แบบและความเปราะบางหมายความว่าการกระแทกอย่างแรงในทิศทางที่เปราะบางอาจทำให้ขอบ กรง หรือมุมแตกได้ การใช้ตัวเรือนป้องกันและการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอจึงสำคัญโดยเฉพาะสำหรับเพชรที่มีกรงบาง มุมแหลม หรือปลายที่เปิดเผย

เพชรยังดึงดูดน้ำมัน น้ำมันจากผิวหนัง โลชั่น และคราบต่างๆ สามารถทำให้ผิวเพชรหมองลงและลดความสว่างได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะบริเวณเหลี่ยมพาวิเลียนและตัวเรือน การทำความสะอาดอย่างอ่อนโยนจะช่วยฟื้นฟูผิวที่ให้ชีวิตและความสวยงามแก่เพชร