Os diamantes são classificados em cristais únicos, cristais agregados e policristais com base em sua estrutura interna. Na comunidade científica de materiais chineses, os termos "policristais, cristais agregados e microcristais" são usados vagamente. Policristais se referem a cristais únicos. Embora os cristais agregados também sejam um tipo de policristalista, eles se referem principalmente a vários cristais únicos unidos através da ligação química, enquanto policristais no sentido convencional se referem a cristais únicos fisicamente ligados. Os microcristais se referem a uma estrutura especial de cristais agregados nos quais as dimensões geométricas das regiões cristalinas são extremamente pequenas, geralmente na faixa de micrômetros.
Os cristais únicos de diamante são geralmente classificados com base em suas propriedades ópticas. Os diamantes geralmente são categorizados em Tipo I e Tipo II. A presença de nitrogênio e boro como impurezas dentro dos cristais de diamante distingue entre o tipo I e o tipo II. Por exemplo, os diamantes tipo I contêm impurezas de nitrogênio. As impurezas de nitrogênio estão amplamente presentes em diamantes naturais e sintéticos e afetam significativamente suas propriedades físicas e químicas. Os diamantes contendo impurezas de nitrogênio são divididos ainda mais no tipo IAA, contendo pares de nitrogênio; Tipo IAB, contendo quatro átomos de nitrogênio em cluster; e tipo IB, contendo nitrogênio livre.
Os diamantes sintetizados sob alta pressão e alta temperatura geralmente não estão sujeitos a medidas de desnitrificação durante o carregamento, resultando em um tom levemente verde a amarelado. Esses diamantes são diamantes do tipo IB. Os diamantes do tipo IIa são livres de nitrogênio e contêm níveis relativamente baixos de nitrogênio e outras impurezas. Devido à sua excelente condutividade térmica, os diamantes do tipo IIa são usados principalmente em dispositivos de microondas em estado sólido e dissipadores de calor. Os diamantes do tipo IIA de grão grande podem ser produzidos artificialmente e oferecem um método barato para unir diamantes a outros materiais.
Os diamantes do tipo IIB têm as mesmas propriedades ópticas que os diamantes do tipo IIa. Aproximadamente um milésimo dos diamantes tipo II são o tipo IIB, exibindo propriedades semicondutores. Os diamantes do tipo IIB têm um largo de banda largos e são resistentes a altas temperaturas. Sua excelente dissipação de calor, força mecânica e resistência à corrosão permitem que eles operem sob condições desafiadoras.