晶態單質碳的一種變體，是石墨、無定形碳的同素異形體，以礦石形式存在於自然界。金剛石為無色立方晶體；熔點4000℃（63大氣壓），密度3.51克／釐米3；折射率高，為2.4173，對光的透明度好；硬度為10000千克力/毫米2，是自然界硬度最大的物質。莫氏硬度標度法規定金剛石的硬度為10。金剛石不導電，在室溫下對所有化學試劑都顯惰性，在隔絕空氣的條件下加熱到10000℃時，金剛石轉變為石墨，在空氣中加熱到780℃左右會燃燒生成二氧化碳。
金剛石是典型的原子晶體，在晶體結構中(見圖)
每個碳原子都以
sp
3雜化軌道與另四個碳原子形成共價單鍵(見
共價鍵)，呈正四面體配位，晶格結點間以鍵能相當大的C─C鍵相互結合，其鍵能為345.6千焦/摩爾，鍵長為154皮米，所有價電子都參與瞭共價鍵的形成，晶體內沒有自由電子。
透明的金剛石可作寶石（鉆石），價格昂貴，以克拉為其計量單位（1克拉＝200毫克）。黑色和不透明的金剛石在工業上用作鉆頭和切割工具。金剛石粉是優良的磨料。