היהלום הוא החומר הטבעי הקשה ביותר. ה סולם הקשיות של מוה, שעליו היהלום הוא '10' וקורונדום (ספיר) הוא '9', אינו מעיד כראוי על הקשיות המדהימה הזו, שכן היהלום הוא קשה יותר מעריכית מאשר קורונדום. יהלום הוא גם החומר הפחות דחוס והנוקשה ביותר.
היהלום הוא יוצא דופן מוליך תרמי - פי 4 יותר נחושת - מה שנותן משמעות ליהלומים המכונים 'קרח'. ליהלום יש התרחבות תרמית נמוכה במיוחד, הוא אינרטי מבחינה כימית ביחס לרוב החומצות והאלקליות, הוא שקוף מ האינפרא אדום רחוק דרך האולטרה סגול העמוק, והוא אחד החומרים הבודדים שיש להם פונקציה שלילית בעבודה (אלקטרונים זיקה). תוצאה אחת של זיקה אלקטרונית שלילית היא שיהלומים דוחים מים, אך מקבלים בקלות פחמימנים כמו שעווה או שומן.
יהלומים אינם מוליכים חשמל היטב, אם כי ישנם כאלה מוליכים למחצה. יהלום יכול להישרף אם הוא נתון לטמפרטורה גבוהה בנוכחות חמצן. ליהלום יש כוח משיכה ספציפי גבוה; זה צפוף להפליא בהתחשב במשקל האטומי הנמוך של פחמן. הברק ואש של יהלום נובעים מפיזורו הגבוה ומדד השבירה הגבוה שלו. ליהלום יש את ההשתקפות הגבוהה ביותר ומדד השבירה של חומרים שקופים כלשהם.
אבני חן יהלומות הן בדרך כלל צלולות או כחולות בהירות, אך יהלומים צבעוניים, המכונים 'מפוארים', נמצאו בכל צבעי הקשת.
בורון, שמעניקים צבע כחלחל, וחנקן, שמוסיף גבס צהוב, הם זיהומי עקבות נפוצים. שני סלעים געשיים העלולים להכיל יהלומים הם קימברליט ולמפרויט. גבישי יהלום מכילים לעתים קרובות תכלילים של מינרלים אחרים, כמו גרנט או כרומיט. יהלומים רבים ניאון בכחול עד סגול, לעיתים חזק מספיק כדי להיראות באור יום. כמה יהלומים בעלי פלואורסינג כחול זרחן צהוב (זוהר בחושך בתגובה לאחר זריחה).סוג היהלומים
יהלומים טבעיים
יהלומים טבעיים מסווגים לפי סוג וכמות הזיהומים שנמצאים בתוכם.
- סוג Ia - זהו הסוג הנפוץ ביותר של יהלום טבעי, המכיל עד 0.3% חנקן.
- סוג Ib - מעט מאוד יהלומים טבעיים הם מסוג זה (~ 0.1%), אך כמעט כל היהלומים התעשייתיים הסינתטיים הם. יהלומי סוג Ib מכילים עד 500 עמודים לדקה חנקן.
- סוג IIa - סוג זה נדיר מאוד באופיו. יהלומי סוג IIa מכילים מעט חנקן עד שהם לא מתגלים בקלות בשיטות קליטה אינפרא אדום או אולטרה סגול.
- סוג IIb - גם סוג זה נדיר מאוד באופיו. יהלומי סוג IIb מכילים כל כך מעט חנקן (אפילו נמוך יותר מסוג IIa) שהגביש הוא מוליך למחצה מסוג p.
יהלומים סינתטיים לתעשייה
יהלומים סינתטיים תעשייתיים ייצרו את התהליך של סינתזה בלחץ גבוה (HPHT). בסינתזת HPHT, גרפיט וזרז מתכתי מונחים בבית בד הידראולי תחת טמפרטורות ולחצים גבוהים. במשך כמה שעות הגרפיט מתגייר ליהלום. היהלומים המתקבלים בדרך כלל בגודל של כמה מילימטרים, ופגומים מדי לשימוש כאבני חן, אך הם כן שימושי במיוחד כקצוות על כלי חיתוך וקטעי מקדחה וכדי לדחוס אותם לייצור גבוה מאוד לחצים. (הערת צד מעניינת: אף על פי שנהגו לחתוך, לטחון וללטש חומרים רבים, יהלומים אינם רגילים לעבד סגסוגות ברזל מכיוון שהיהלום נשבר מהר מאוד, בגלל תגובה בטמפרטורה גבוהה בין ברזל ל- פחמן.)
יהלומי סרט דקים
ניתן להשתמש בתהליך שנקרא Deposition Chemical Vapor (CVD) כדי להפקיד סרטים דקיקים של יהלום פול-קריסטל. טכנולוגיית CVD מאפשרת לשים ציפויי 'אפס בלאי' על חלקי מכונות, להשתמש בציפוי יהלומים כדי להסיט את החום מ רכיבים אלקטרוניים, חלונות אופנה שקופים לאורך טווח אורך גל רחב ומנצלים תכונות אחרות של יהלומים.