Elmas, karbon atomlarının kübik bir kristal yapıda düzenlenmesiyle oluşur. Bu yapıda, her karbon atomu dört komşu atomla kuvvetli kovalent bağlar kurar. Bu bağlar, elmasın yüksek bir erime noktasına ve yüksek bir Mohs sertlik derecesine sahip olmasını sağlar.
Elmasın oluşumu için belirli bir sıcaklık ve basınç gereklidir. Bu sıcaklık ve basınç, yerkabuğunun altında, dünya çekirdeğinin yakın bir noktasında meydana gelir. Bu derinlikte, karbon atomları yüksek ısı ve basınca maruz kalarak erir ve billurlaşır. Bu billurlar, elmas kristallerini oluşturur. Elmasların yeryüzüne ulaşması ise volkanik hareketler ve depremler sonucunda gerçekleşir. Bu olaylar sırasında, elmasları içeren magmatik kayaçlar yüzeye doğru itilir ve soğuyarak yerleşir. Bu kayaçlardan elmasların çıkarılması için özel yöntemler kullanılır.
Elmas oluşumu için kömürün katkısı yoktur. Çünkü kömür tortul bir kayaçtır ve yeryüzünde birikmiş bitki artıkları kaynaklı oluşur. Kömür, yer kabuğundan daha aşağılara çok daha derin noktalara ulaşamaz. Bu nedenle elmas, dünyanın oluşumu sırasında yeryüzünde derin noktalara yerleşmiş karbon üzerinden gerçekleşmiştir.
