钻石的呈色机理是一个相当复杂的问题。多年来一直是许多研究结构关注的焦点。在理想的状态下，钻石由于是完整的等轴晶系晶体，在可见光范围内没有选择性吸收，因此表现为无色。

然而天然生成的无色纯净的钻石是极为稀少的，极大部分钻石因为在其漫长的生长过程中，受到外界生长环境的影响，而使它的晶格受到损伤，致使出现深浅不一的颜色。  

钻石的颜色主要有三大系列。即：

黄色系列：包括无色、浅黄至黄色钻石；


一枚100克拉的黄色钻石在日本东京举办的一个珠宝展上亮相

褐色系列：包括不同强度的褐色钻石；


18K白金镶嵌褐色钻石项链

彩色系列：包括粉红、紫红、金黄、蓝色、绿色等钻石。


重3.2克拉粉红色菱形钻戒，1998年香港佳士得秋季拍卖会以915万港币成交

此外，还有一些黑色的工业级钻石。

这些颜色的成因主要有以下四种因素而致：

一、晶格杂质元素致色

众所周知，钻石主要是由碳（C）元素组成。一个碳原子与另外四个碳原子以共价键的形式相连，以共顶角方式连接，在三维空间形成立方面心格子结构。除此之外，还含有少量的氮（N）、硼（B）、氢（H）等杂质元素，在钻石结构中代替碳原子而与其它碳原子相连，从而产生不同的颜色。  

1、杂质氮对钻石颜色的影响

晶格中的杂质氮因原子序数是7，最外层有5个电子，比碳多1个。当占据碳晶格位置时，其中的4个电子被共价键所约束，而多余的1个电子受的约束较小，只需较小的能量就能脱离氮原子。当该电子吸收可见光范围内的某波段光的能量时，即可摆脱氮原子而发生能带跃迁，而使钻石显黄色调。因吸收的波长有差异，而出现不同的中心，杂质氮在钻石晶格中有五种存在形式。  

①、孤氮形式：

即杂质氮以单个孤立的原子出现代替了一个碳原子位置，与其它四个碳原子相连，可见光范围内具有503nm、637nm吸收峰，红外区有1130cm-1吸收，吸收可见光中的部分蓝绿光和红光，使钻石呈现深浅不同的黄色。属Ⅰb型钻石。

②、双原子氮形式（A集合体）：

即杂质氮以原子对的形式出现，代替两个碳原子的位置，为N2中心缺陷，可见光范围内具有477nm吸收，红外区有1282 cm-1主吸收，1375 cm-1次峰吸收，也使钻石呈现黄色调，属ⅠaA型钻石。  


这两颗黄色钻石体重分别高达102.54克拉和82.48克拉

③、三原子氮形式（N3中心）：

即杂质氮以三个原子集合体出现，代替三个碳原子的位置，并伴随有空位出现。N3中心吸收蓝-紫色光，以415.5nm为特征吸收，另外还有423nm、435 nm、465 nm、475 nm吸收峰，这种选择性吸收使钻石呈黄色，红外区无典型吸收。称为Cape系列，属ⅠaB型钻石。  

④、集合体氮（B1中心）：

即由4~9个氮原子占据了碳原子位置，仅在红外有1175 cm-1吸收。  


【金黄色彩钻-重101.29克拉，净度为VS2】

⑤、片晶氮（B2中心）：

即氮沿某一方面分布，代替碳原子位置，仅在红外有1365 cm-1吸收。

B1中心，B2中心仅在红外区有吸收，在可见光区无吸收，因此不影响钻石的颜色。  

2、杂质硼对钻石颜色的影响      

杂质硼的存在是钻石产生蓝色的原因。硼的原子序数为5，最外层有3个电子，比碳少1个，不能满足4个原子的成键要求，在共价键中产生一个"空位"，可被邻近的其它原子中的电子运动所充填，使钻石产生蓝色。        

天然的蓝色钻石无典型的吸收峰。属Ⅱb型钻石，为半导体。  


著名的“希望”蓝色钻石（目前世界最大），45.52ct

3、杂质氢对钻石颜色的影响  

据最新的研究表明，若钻石中只含有杂质氢，不含硼、氮，钻石也会呈现蓝色。但这一研究有待进一步的证实。