在超精密加工中，保證加工表面質量的主要因素除了高精度的機床、超穩定的加工環境外，高質量的刀具也是很重要的一個方面。天然金剛石具有硬度高、耐磨性好、強度高、導熱性好、與有色金屬摩擦系數低、抗黏結性好以及優良的抗腐蝕性和化學穩定性，可以磨出極其鋒利的刀刃，被認為是最理想的超精密切削用刀具材料，在機械加工領域尤其是超精密加工領域有著重要地位并得到廣泛應用。
金剛石是單一碳原子的結晶體，其晶體結構屬于等軸面心立方晶系(一種原子密度最高的晶系)。由于金剛石中碳原子間的連接鍵為sp3雜化共價鍵，因此具有很強的結合力、穩定性和方向性。它是目前自然界已知的最硬物質，其顯微硬度可達10000HV，其它物理特性見以下內容。
金剛石的物理性能講解
物理性能-數值
硬度-60000～100000MPa，隨晶體方向和溫度而定
抗彎強度-210～490MPa
抗壓強度-1500～2500MPa
彈性模量-(9～10.5)×10的12次方MPa
熱導率-8.4～16.7J/cm·s·℃
質量熱容-0.156J/(g·℃)(常溫)
開始氧化溫度-900～1000K
開始石墨化溫度-1800K(在惰性氣體中)
和鋁合金、黃銅間的摩擦系數-0.05～0.07(在常溫下)
