מבחינה כימית, יהלומים טבעיים זהים ליהלומי מעבדה, ונוצרים כתוצאה מהתגבשות של פחמן בתנאי לחץ וטמפרטורה גבוהים. ההבדל היחיד ביניהם הוא המקום שבו מתרחש התהליך.
יהלומים טבעיים מגיעים כידוע ממעבה האדמה, ונוצרים באופן איטי הנמשך על פני שנים רבות. יהלומי מעבדה, לעומת זאת, נוצרים בתנאי מעבדה תוך כמה שבועות, בתהליך מלאכותי.
בנוסף, תהליך הליטוש של יהלומים טבעיים ויהלומי מעבדה זהה.