Nguyên tử cacbon có 4 electron hoá trị. Trong tinh thể kim cương, mỗi nguyên tử cacbon là một tâm liên kết với 4 nguyên tử cacbon lân cận gần nhất bằng 4 cặp electron chung, đó là 4 liên kết cộng hoá tộ. Bốn nguyên tử cacbon lân cận này nằm ở các đỉnh của tứ diện đều mà tâm là vị trí của nguyên tử cacbon trung tâm.