الماس یک دگرشکل (آلوتروپ) بسیار فشرده از کربن است که میلیاردها سال پیش در اعماق زمین شکل گرفته است.
شرایط تشکیل طبیعی الماس تنها در قسمت‌های عمیق گوشته زمین فراهم می‌شود، جایی که فشار و دما بسیار بالا است.
اکثر الماس‌های طبیعی در عمق حدود ۱۵۰ تا ۲۵۰ کیلومتری (ناحیه بالایی گوشته) و تحت دمای تقریبی ۹۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سلسیوس و فشار ۴۵ تا ۶۰ کیلوبار (حدود ۵۰ هزار برابر فشار جو) تبلور یافته‌اند، در چنین شرایطی اتم‌های کربن به صورت ساختار بلوری الماس (شبکه کوبیک) آرایش می‌یابند و سخت‌ترین کانی جهان را پدید می‌آورند.
سن بیشتر الماس‌های زمین‌شناختی بین ۱ تا ۳٫۵ میلیارد سال برآورد شده است، زیرا تشکیل آنها عمدتاً به دوره‌های زمین‌ساختی باستانی بازمی‌گردد.
این کریستال‌های کربن سپس به لطف پدیده‌های آتشفشانی خاصی به سطح زمین راه یافته‌اند: فوران‌های نادر و بسیار شدید ماگمایی که به «لوله‌های کیمبرلیت» مشهور هستند.
در طی این فوران‌ها، ماگمایی غنی از آهن-منیزیم (کیمبرلیت یا لمپرویت) با سرعت و انفجار بالا از گوشته به سمت پوسته حرکت می‌کند و قطعات سنگ‌های حاوی الماس را از اعماق به سطح می‌آورد. خوشبختانه سختی فوق‌العاده الماس سبب می‌شود که اغلب بلورهای آن طی این سفر خشونت‌بار جان سالم به در برند.
نهایتاً الماس‌ها در ساختارهای عمودی به نام «لوله‌های کیمبرلیتی» درون سنگ میزبان جامد می‌شوند که همان منابع اولیه الماس در پوسته زمین هستند.
البته همه لوله‌های کیمبرلیتی دارای الماس نیستند و تخمین زده می‌شود تنها حدود ۱ در ۲۰۰ لوله کیمبرلیتی حاوی الماس با کیفیت گوهر باشد.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی الماس

ترکیب و ساختار: الماس شکل جامد عنصر کربن با فرمول شیمیایی C است.
اتم‌های کربن در الماس هر یک به چهار اتم دیگر به صورت چهاروجهی پیوند یافته‌اند و یک شبکه بلوری مکعبی (ساختار الماسی) را تشکیل می‌دهند.
این ساختار فشرده مسؤول بسیاری از خواص منحصر‌به‌فرد الماس است.
الماس در حالت خالص بی‌رنگ و شفاف است و به دلیل نبود یون‌های آزاد، رسانای الکتریکی ضعیفی به شمار می‌آید (عملاً یک عایق الکتریکی است).

سختی و دوام: الماس سخت‌ترین ماده طبیعی شناخته‌شده است.
سختی آن در مقیاس موس برابر ۱۰ (بالاترین درجه) تعیین شده و نسبت به هر ماده طبیعی دیگر حدود ۵۸ برابر سخت‌تر است.
این سختی فوق‌العاده به الماس توانایی مقاومت در برابر خراش برداشتن توسط هر ماده‌ای غیر از خودش را می‌دهد و علت اصلی کاربرد وسیع آن به عنوان ساینده و برش‌دهنده است.
هرچند الماس بسیار سخت است، اما ساختار بلوری آن در اثر ضربه شدید ممکن است، شکاف بردارد یا خرد شود، پس شکننده است و باید هنگام تراش با دقت از وارد آمدن ضربات ناگهانی اجتناب کرد.

رسانایی گرمایی و سایر خصوصیات نوری: یکی دیگر از ویژگی‌های بارز الماس رسانایی حرارتی بسیار بالای آن است.
الماس بالاترین ضریب رسانش گرمایی را در بین مواد طبیعی دارد و حتی نسبت به فلزاتی مانند مس، گرما را سریع‌تر انتقال می‌دهد.
از این رو، تراشه‌های الماس به عنوان هیت‌سینک (گرماگیر) در صنایع الکترونیک کاربرد یافته‌اند تا حرارت را از قطعات حساس دور کنند. از لحاظ نوری، الماس دارای شفافیت بالا و جلای درخشنده است.
ضریب شکست نور در الماس حدود ۲٫۴۲ است که بسیار بالا محسوب می‌شود و باعث شکست شدید نور ورودی می‌شود.
همچنین الماس پراکندگی نوری قابل توجهی (~۰٫۰۴۴) دارد که به معنای تفکیک رنگ‌های نور (پدیدهِ "آتشِ" الماس) در درون سنگ است.
این ترکیب ضریب شکست و پراکندگی بالا، همراه با صیقل عالی، موجب درخشندگی و طیف رنگین‌کمانی می‌شود که الماس تراش‌خورده را بسیار چشمگیر می‌کند.
به دلیل شبکه اتمی محکم الماس، ورود ناخالصی به درون آن دشوار است و اغلب الماس‌های خالص بیرنگ‌اند؛ با این حال وجود مقادیر ناچیزی از عناصر یا عیوب شبکه می‌تواند رنگ‌های متنوعی به الماس بدهد (مثلاً بور رنگ آبی و نیتروژن زرد ایجاد می‌کند).
چگالی نسبی الماس ۳٫۵۲ (گرم بر سانتی‌متر مکعب) است که نسبت به بسیاری از کانی‌های سیلیکاته بالاتر بوده و احساس سنگینی مشخصی در نگین الماس ایجاد می‌کند.