O diamante tem uma dureza Mohs de 10 e uma microheridade de 98,5 GPa. A teoria da dureza era em grande parte uma ciência semi-empírica e, até recentemente, os pesquisadores tentaram relacionar dureza com a estrutura das ligações químicas. Alguns relacionamentos foram estabelecidos entre a resistência ao desgaste de um material e a energia da treliça, bem como entre interstícios atômicos e dureza. Os resultados obtidos por diferentes pesquisadores são bastante semelhantes, com a maioria tendendo a atribuir dureza à densidade do número atômico e densidade de energia da ligação.
De todas as substâncias conhecidas, o diamante é o mais difícil e tem a maior densidade de números atômicos. Com base em sua dureza, um grupo de materiais de super-hard pode ser identificado, incluindo diamante, sólidos semelhantes a diamantes, nitreto de boro cúbico, nitreto de boro hexagonal de wurtzita, carboneto de silício e carboneto de boro. Em média, a microheridade dos materiais de super -hard é de 2 a 3 ordens de magnitude maior que a do aço endurecido.
O diamante conduz calor via fônons, resultando em excelente condutividade térmica. O diamante tem a maior condutividade térmica de qualquer substância conhecida, e sua condutividade térmica é altamente estável à temperatura ambiente. Material de diamante especialmente cortado pode ser usado como material de janela para equipamentos grandes e dispositivos de geração de alto calor, fornecendo dissipação de calor.
A física de estado sólido mostra que um número infinito de planos paralelos pode ser formado dentro da rede espacial de um cristal. Como o espaçamento entre diferentes famílias de planos de cristal varia, sob certas forças externas, o cristal se dividirá ao longo do plano com o maior espaçamento. Esse fenômeno é chamado de dissociação. Os cristais de diamante têm aviões familiares com o maior espaçamento, tornando -os mais suscetíveis à decote ao longo desses aviões.