Elmas, dünya yüzeyinin yaklaşık 100 mil (yaklaşık 160 km) altında bulunan yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında oluşur. Elmasın karbon atomları, esasen her yöne aynı şekilde bağlanır. Elmas, atomları elmas kübik olarak adlandırılan kristal bir yapıda düzenlenmiş karbon elementinin katı bir şeklidir. Elmas, herhangi bir doğal malzemenin en yüksek sertliğine ve ısıl iletkenliğine, kesme ve cilalama aletleri gibi büyük endüstriyel uygulamalarda kullanılan özelliklere sahiptir. Elmastaki atomların düzeni son derece katı olduğundan, elmasa sadece elmas zarar verebilir. Elmas ayrıca çok yüksek bir kırılma indisine sahip olduğundan ışığı çok yansıtma özelliğine sahip ve nispeten yüksek bir optik dağılıma (farklı renklerde ışığı dağıtma yeteneği) sahiptir.
Doğal elmasın yaşı 1 milyar ile 3,5 milyar yıl arasındadır. Çoğu, Dünya'nın yeryüzünün altında 150 ila 250 kilometre (93 ve 155 mil) arasındaki derinliklerde oluşup ancak bazıları 800 kilometre (500 mil) kadar derinden geldiği bilinmektedir. Yüksek basınç ve sıcaklık altında, karbon içeren sıvılar çeşitli mineralleri çözerek elmaslarla değiştirmiştir. Çok daha yakın zamanlarda milyonlarca yılöncesine kadar elmaslar, volkanik patlamalarla yüzeye taşındılar ve kimberlitler ve lamproitler olarak bilinen magmatik kayaçlarda biriktiler. Yeryüzünde kristal olarak bulunduktan sonra sizlere mücevher olarak ulaşması için kesim işlemlerine tabi tutulur. Farklı kesim türlerinde pırlantalar olarak kesim atölyelerinden çıkar.