Mae diemwnt a graffit ill dau yn allotropau carbon. Er bod y ddau yn cynnwys atomau carbon, mae eu sefydliad atomig yn hollol wahanol. Pan fydd atom carbon yn ffurfio bondiau cofalent ag atomau carbon cyfagos, mae dau ffurfiant bond gwahanol. Mewn diemwnt, mae'r atomau carbon yn cael eu trefnu mewn patrwm tetrahedrol rheolaidd, tra mewn graffit, mae'r atomau carbon wedi'u trefnu mewn haenau hecsagonol.
Ar ddiwedd y 18fed ganrif, nododd Lavoisier diemwnt fel ffurf grisialog o garbon, ond pennwyd strwythur grisial diemwnt gyntaf gan Bragg ym 1913. Fe arbelydrodd diemwnt gyda phelydrau-X a chafodd ffotograff o batrwm diffreithiant pelydr-X.
Yn ogystal â thetrahedronau, mae diemwntau naturiol hefyd yn cynnwys ciwbiau (CD), hecsahedronau (HD), octahedronau (OD), a dodecahedronau. Mae'r atomau carbon sy'n ffurfio grisial diemwnt wedi'u bondio'n gofalent, gyda hyd bondiau o'r un hyd, 0.15 nm. Mae diemwnt yn anisotropig, sy'n golygu bod llawer o'i briodweddau yn ddibynnol yn gyfeiriadol.
Mewn tetrahedron, mae gan yr atomau carbon yng nghanol cymesuredd rymoedd bondio gwannach, gan wneud diemwnt yn agored i holltiad yno. Yn wynebau grisial nodweddiadol diemwnt a strwythur fflachlyd graffit, mae gan fondiau carbon yn y cynfasau graffit hyd o 0.142 nm, gan eu gwneud yn gryf iawn. Fodd bynnag, dim ond 0.335 nm o hyd yw'r bondiau rhwng y cynfasau, gan wneud y bondiau hir hyn yn wan iawn. Mae hyn yn rhoi iro rhagorol i graffit. Mae crisialau diemwnt yn cynnwys atomau carbon, sy'n cael eu dal gyda'i gilydd gan fondiau cofalent.