เพชรเป็นวัตถุที่เป็นที่ต้องการตัวมากที่สุดและมีลักษณะทางเคมีที่เรียบง่ายที่สุดในโลก มีการใช้ในการใช้งานหลายอย่างตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงขอบใบมีดเพชร พวกมันสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติหรือที่มนุษย์สร้างขึ้น และมีหลายขนาด รูปทรงและสี เพชรธรรมชาติก่อตัวขึ้นจากธาตุคาร์บอนในกระบวนการทางธรณีวิทยาที่ช้าและเกิดขึ้นตลอดเวลา
คาร์บอน
เพชรบริสุทธิ์เป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ แม้ว่าเพชรส่วนใหญ่จะมีสิ่งเจือปนอยู่บ้าง กราไฟต์ในดินสอตะกั่วยังก่อตัวขึ้นจากคาร์บอนด้วย และองค์ประกอบเอนกประสงค์นี้ ซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลก ทำให้เกิดพันธะกับองค์ประกอบอื่นๆ นับไม่ถ้วน การก่อตัวของเพชรจากคาร์บอนดิบนั้นต้องใช้ความร้อนและแรงกดจำนวนมาก สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมเกิดขึ้นตามธรรมชาติลึกลงไปใต้พื้นโลกในชั้นเปลือกโลกหนาที่เรียกว่าลัง นอกจากนี้ ยังพบเพชรขนาดเล็กมากที่จุดกระทบดาวตก ซึ่งแรงกดดันจากแรงกระแทกและความร้อนสูงทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมในระยะเวลาอันสั้น
ไนโตรเจน
ไนโตรเจนสามารถปรากฏอยู่ในเพชรในปริมาณเล็กน้อยในฐานะสิ่งเจือปน เนื่องจากอะตอมของไนโตรเจนสามารถแทนที่อะตอมของคาร์บอนในโครงผลึกที่ทำให้เพชรมีโครงสร้าง การปรากฏตัวของไนโตรเจนทำให้เพชรดูดซับแสงสีน้ำเงิน ทำให้หินดูเป็นสีเหลือง ปริมาณไนโตรเจนในเพชรต่ำกว่าที่เกิดขึ้นภายใต้แรงกดดันที่สูงขึ้นและเป็นระยะเวลานานขึ้น
โบรอน
เมื่อมีโบรอนในปริมาณน้อย ก็จะทำให้เกิดสีเทาอมฟ้าของเพชรบางชนิด เพชรที่มีโบรอนเรียกว่าเพชรประเภท 2-A การปรากฏตัวของโบรอนยังช่วยให้เพชรเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ - เพชรมักเป็นฉนวนไฟฟ้า โบรอนไนไตรด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่ใช้ในเสื้อเกราะกันกระสุน มีความแข็งเกือบเท่ากับเพชร และมีความเสถียรทางเคมีมากกว่า
ไฮโดรเจน
เพชรประเภท 1-A มีปริมาณไฮโดรเจนสูง เพชรเหล่านี้ยังปรากฏเป็นสีน้ำเงิน เช่น เพชร 2-B แต่เป็นฉนวนไฟฟ้ามากกว่าเซมิคอนดักเตอร์ ไม่แน่ใจว่าไฮโดรเจนเป็นตัวกำหนดสีหรือไม่ เหมืองเพชร Argyle ซึ่งตั้งอยู่ในภาคเหนือของออสเตรเลีย ผลิตเพชรประเภท 1-A จำนวนมาก