1、大部分合成钻石通常都呈现黄色或淡黄色，具有沙漏状的颜色带。然而天然钻石可以呈现无色、浅黄色以及其他颜色。目前质量较好的CVD钻石可以达到无色或浅咖啡色，肉眼几乎无法察觉到其颜色。
2、在异常双折射的正交偏光条件下，天然钻石由于其生长和运移过程的复杂性，表现出复杂的异常双折射特征，可能呈现不规则的带状、波状、斑块状或格子状等形态。相比之下，合成钻石的异常双折射表现较为弱，一些合成钻石可能呈现十字形交叉的亮带。
3、在发光特征方面，一些合成钻石在长波紫外光下呈现惰性，而在短波紫外光下会显示出中等至强的黄绿色荧光，并且可能会呈现分带现象，与天然钻石的荧光特征不同。使用阴极发光仪观察，合成钻石通常呈现黄色至黄绿色，而且呈现规则的分区；然而天然钻石通常呈现蓝色为主，其生长形式可能为层状生长或复杂的形态。
4、在晶形和表面特征方面，合成钻石多数以八面体和立方体为主体，还可能会产生菱形十二面体、四角三八面体或三角三八面体的晶面。同时，其表面可能会显示树枝状的生长纹路或不规则的小丘或瘤状物，这些特征与天然钻石不同。
