在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamond cubic lattice structure)，原型是金刚石。金刚石结构中的每个
原子与相邻的4个原子形成正四面体，故单胞内原子数为5。具有金刚石结构的
晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α-锡等。
金刚石结构的原型是
金刚石晶体，又称钻石。在金刚石晶体中，每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成
共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以金刚石硬度大，熔点极高；又因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有
自由电子，所以金刚石不导电。
金刚石结构是一种由两个面心立方点阵沿立方晶胞的体对角线偏移1/4单位嵌套而成的晶体结构，属于面心立方布喇菲
点阵(Bravais lattice), 立方晶系，Fd-3m (227号)空间群。如果立方晶胞的晶格常数是a, 则金刚石结构的原胞的基矢是
每个原胞含有两个原子，在原胞中的坐标分别是 和 . 金刚石结构的每个结晶学原胞（即晶胞）含有8个原子，在晶胞中的坐标分别是
金刚石结构的原型是金刚石的晶体结构。在金刚石晶体中，每个碳原子的4个价电子以sp3杂化的方式，形成4个完全等同的原子轨道，与最相邻的4个碳原子形成共价键。这4个共价键之间的角度都相等，约为109°28‘，精确值，这样形成由5个碳原子构成的正四面体结构单元，其中4个碳原子位于正四面体的顶点，1个碳原子位于正四面体的中心。因为共价键难以变形，C-C键能大，所以金刚石硬度和熔点都很高，
化学稳定性好。共价键中的电子被束缚在化学键中不能参与导电，所以金刚石是绝缘体，不导电。
金刚石结构的空间堆积率（又称占位比，为 ）比
面心立方结构( )和六角密积结构(与长轴短轴比有关，近似与面心立方结构相同)低，也比
体心立方结构( )低。但金刚石结构的原子密度（即单位空间中的原子数）大。这一特点对于金刚石尤其显著，因为金刚石中的C-C键长很小。
金刚石结构与闪锌矿结构(zincblende structure)非常相似，不同之处在于，构成闪锌矿结构的两个面心立方点阵上的原子是不同种类的，例如Zn和S, 而构成金刚石结构的原子是同种类的。闪锌矿结构的堆积率随两种原子的相对大小而变。
金刚石与石墨同样由碳原子构成，是同素异形体。由于碳原子的结合方式不同，两种物质的性质迥异。石墨中的碳原子是按
sp2杂化的方式形成共价键的，在一个平面上以共价键结合成
蜂窝状结构，层与层间靠比较弱的范德华力结合。同一层内碳原子之间的结合比金刚石还强，所以石墨的熔点比金刚石更高。但层间结合较弱，很容易发生滑移，所以硬度很低。石墨中碳原子的4个价电子中的3个形成共价键，另外一个价电子在晶体中形成大 键，可以沿石墨层导电。
金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后，人们就开始了对
人造金刚石的研究，只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展，才获得真正的成功和迅速的发展，人造金刚石亦被广泛
应用于各种工业，工艺行业。