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；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。

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。

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。