ダイヤモンドの形成には、高温高圧の条件が必要です。ダイヤモンドの原石を形成するには、華氏約2500度、1平方インチあたり82万5000ポンドの圧力が必要です。このような極端な条件は、地表から約100マイル（約1.6km）下に自然に存在する。ダイヤモンドの形成は約150km以上の深さで起こり、約1500kmの深さでも形成される可能性がある。
ダイヤモンドは通常、キンバライトという岩石と結びついており、キンバライトがマグマの状態にあるときに結晶化する。ダイヤモンドは、キンバーライトがCO2による過剰な圧力によって上昇する際に輸送されます。地表近くに放出された後、ダイヤモンドはキンバーライトの噴出物の中に残ることもあれば、自然の浸食プロセスによって川や海の近くの沖積堆積物に分布することもあります。
合成ダイヤモンドは、高圧高温（HPHT）製造技術でも作ることができる。ベルトプレス、キュービックプレス、スプリットスフィア（BARS）プレスです。どのプロセスも、ダイヤモンドの成長が可能な極めて高い圧力と温度の環境を作り出すことを目的としている。小さなダイヤモンドの種がカーボンの中に置かれ、ダイヤモンドの成長を促進するためにこれらの条件にさらされる。
例えばベルトプレスは、上下のアンビルを使って1平方インチあたり150万ポンド以上の圧力と摂氏2000度以上の温度を発生させる。この環境では、純粋な炭素が溶けて、スターターシードの周りにダイヤモンドが形成され始める。しかし、今日生産されている人工ダイヤモンドのほとんどは宝石の品質ではなく、主に工業用途に使用されていることに留意すべきである。
より低い温度と圧力でダイヤモンドを合成する努力もなされてきた。1953年、炭素含有ガスの熱分解を利用して、約900℃の温度で天然ダイヤモンドの種結晶の表面にダイヤモンドを成長させることに成功した。この技術は、1955年にGEが開発した高温高圧（HPHT）法に先行するものであった。
実験室の条件下では、ゼロ次元（0-D）から3次元（3-D）構造まで、さまざまな炭素源を用いてダイヤモンドを合成することができる。炭素源の選択によって、高圧合成から化学気相成長法（CVD）まで、使用する合成法が決まる。実験室で合成されたダイヤモンドの特性は、天然に存在する単結晶ダイヤモンドの特性とほぼ同じであることに注意することが重要である。
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