Çoğu doğal elmas, karbon içeren sıvılar veya eriyiklerin uygun basınç, sıcaklık ve oksijen fakiri kimyasal koşullarla buluştuğu Dünya mantosunda kristalleşir. Eski kıtaların soğuk, kalın köklerinde karbon, elmasın kimliğini veren sert kübik kafes yapısına girerek elmas stabilite alanına girebilir.

Değerli taş elmasların çoğunluğu, kratonik manto köklerinde yüzeyin yaklaşık 150–250 km altında oluşan litosferik elmaslardır. Daha küçük ama bilimsel olarak önemli bir grup olan süperderin elmaslar, çok daha derinlerde, geçiş bölgesi ve alt mantoda oluşur. Bu taşlar, insanların doğrudan örnekleyemediği bölgelerden gelen nadir habercilerdir.

Elmas büyümesi peridotitik veya eklogitik ortamlarda gerçekleşebilir. Dalma yoluyla taşınan karbon açısından zengin sıvılar veya metasomatizma sırasında manto kayası içinde hareket eden karbonat içeren eriyikler doygun hale gelerek elmas çökeltebilir. Bu mineral sadece bir değerli taş değil; aynı zamanda Dünya içindeki karbon transferinin bir kaydıdır.

Elmaslar, çoğunlukla kimberlit adı verilen nadir, uçucu zengin volkanik kayalarda ve bazı durumlarda lamproitlerde yüzeye ulaşır. Bu magmalar, eski kıtasal bölgelerin altındaki manto kaynaklarına erişir ve dikey veya havuç şeklindeki borular boyunca hızla yükselir. Hızlı yükseliş şarttır: taşınma çok yavaş olsaydı, elmaslar daha yüzey seviyelerine ulaşmadan önce çözünme, değişim veya jeolojik bütünlüğünü kaybetme olasılığı artardı.

Kayıtlı tarihte doğrudan bir kimberlit patlaması gözlemlenmemiştir, bu yüzden bilim insanları davranışlarını borular, breşler, volkanik dokular, deneyler ve modellemelerden yeniden oluşturur. Açık olan, elmas taşıyan patlamaların nadir, şiddetli ve jeolojik olarak hızlı olduğudur.

Birçok elmas olağanüstü yaşlıdır, genellikle 1–3,5 milyar yıl aralığındadır. Yaşları genellikle Rb–Sr, Sm–Nd veya Re–Os gibi sistemler kullanılarak mineral dahil olanların tarihlendirilmesiyle dolaylı olarak belirlenir. Bu dahil olanlar, manto metasomatizması, kraton evrimi ve dalma ile ilişkili karbon döngüsüyle bağlantılı elmas büyüme dönemlerini ortaya çıkarır.

Dahil olan mineraller, elmas içinde korunmadıkça yüzeyde kararsız olan mineralleri de koruyabilir. Bu koruma, elması sert ve şeffaf bir kabuk içinde derin Dünya parçalarını mühürleyen bilimsel bir kapsül haline getirir.

Elmas çeşitleri iz elementler, yapısal hatalar, deformasyon, radyasyon maruziyeti, büyüme ortamı ve kristal agregasyonu tarafından şekillendirilir. Gemologlar azot ve bor içeriğini tanımlamak için elmas tipi sistemini kullanırken, renk derecelendirmesi normal aralıktaki renksizden hafif renklilere kadar olan elmasları süslü renkli taşlardan ayırır.

En görsel olarak etkileyici elmaslar genellikle renklerini sadece basit safsızlıklara değil, kristal yapısındaki hassas hatalara borçludur. Mavi elmaslar boronla; birçok sarı elmas azotla; pembe ve kırmızı elmaslar plastik deformasyonla; yeşil elmaslar radyasyonla ilişkili boşluk merkezleriyle bağlantılıdır.

Laboratuvarda yetiştirilen elmaslar, doğal elmaslarla aynı temel kimya ve kristal yapıya sahiptir: elmas kafesinde düzenlenmiş karbon. Fark kökendir. Doğal elmaslar Dünya'nın mantosunda büyür; laboratuvar elmasları kontrollü teknolojik ortamlarda kristalleşir.

İki ana büyüme yöntemi hakimdir. HPHT büyümesi, karbonu manto stabilitesinin bazı yönlerini taklit eden koşullar altında yüksek basınç ve yüksek sıcaklık kullanarak elmas kristalleştirir. CVD büyümesi, karbon taşıyan bir gazdan, genellikle metan ve hidrojen plazması kullanarak, elmas tohum plakalarına atom atom karbon depo eder.