碳是非常奇妙的元素，可能是除了氧之外，對人類來說最重要的元素之一。它無所不在，有機、無機、有機金屬都有它的足跡。先進的研發題目中，也都免不了提到它，由碳、石墨、富勒烯、奈米碳管，到最近全球研發領域火紅的石墨烯等，而鑽石也是這些碳的同素異形體中的一員。最有趣的是，石墨是已知最軟的材料，而鑽石卻是已知最硬的材料，至於2009 年以來新發現的石墨烯更號稱是最強的材料。
一般的相圖或物理性質，為了方便比較，都以同樣的狀態基礎，即通常是以標準狀態(Standard State)下的數據列表或繪圖。即在一大氣壓或1 bar ，溫度為零度或攝氏25 度的條件下所測得的數據。兩種習用的狀態都是大約接近一大氣壓左右。若將壓力做為另一維度來編製相圖，就可以看到物質的物化性質隨壓力變化的另一世界。要形成鑽石的結構，理論計算的碳元素的溫度- 壓力相圖，鑽石須在高溫/ 高壓下才會形成。據研究報告顯示，至少要在4.5~6 GPa 及900~1,300°C 的狀態下，才有可能形成鑽石結構。所以天然的鑽石礦通常會在火山口， 火山將地函（ 在地表下40~200 公里深）中的鑽石帶到地面，或因高速撞擊的高溫/ 高壓下形成的隕石坑附近。人造鑽石的製程技術之一，即是在高溫/ 高壓環境下，以長晶的方法成長，不但可長出大顆的鑽石，其性質也相當接近天然鑽石。