יהלומים מסווגים לגבישים בודדים, גבישים מצטברים ופולי -קריסטלים על בסיס המבנה הפנימי שלהם. בקהילה המדעית הסינית, משתמשים במונחים "פולי -קריסטלים, גבישים מצטברים ומיקרו -גבישים" באופן רופף. פולי -קריסטלים מתייחסים לגבישים בודדים. למרות שגבישים מצטברים הם גם סוג של פולי -קריסטל, הם מתייחסים בעיקר למספר גבישים בודדים הקשורים זה לזה באמצעות מליטה כימית, ואילו פולי -קריסטלים במובן המקובל מתייחסים לגבישים בודדים הקשורים פיזית זה לזה. מיקרו -קריסטלים מתייחסים למבנה מיוחד של גבישים מצטברים בהם הממדים הגיאומטריים של האזורים הגבישיים הם קטנים ביותר, בדרך כלל בטווח המיקרומטר.
גבישים בודדים של יהלום מסווגים בדרך כלל על סמך תכונותיהם האופטיות. יהלומים מסווגים בדרך כלל לסוג I וסוג II. נוכחות של חנקן ובורון כזיהומים בתוך גבישי היהלום מבחין בין סוג I לסוג II. לדוגמה, יהלומים מסוג I מכילים זיהומים חנקניים. זיהומי חנקן קיימים באופן נרחב ביהלומים טבעיים וסינתטיים ומשפיעים באופן משמעותי על תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות. יהלומים המכילים זיהום חנקן מחולקים עוד יותר לסוג IAA, המכילים זוגות חנקן; סוג IAB, המכיל ארבעה אטומי חנקן מקובצים; וסוג IB, המכיל חנקן חופשי.
יהלומים המסונתזים בלחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה בדרך כלל אינם נתונים למדדי דניטריפיקציה במהלך העמסה, וכתוצאה מכך גוון ירוק עד צהבהב. יהלומים אלה הם יהלומים מסוג IB. יהלומים מסוג IIA הם נטולי חנקן ומכילים רמות נמוכות יחסית של חנקן וזיהומים אחרים. בשל המוליכות התרמית המצוינת שלהם, יהלומי סוג IIA משמשים בעיקר במכשירי מיקרוגל במצב מוצק ובכיורי חום. ניתן לייצר יהלומים מסוג IIA מסוג IIA עם גרעינים גדולים, והם מציעים שיטה זולה לקשירת יהלומים לחומרים אחרים.
ליהלומים מסוג IIB יש אותם תכונות אופטיות כמו יהלומי סוג IIA. כאלף אלף מהיהלומים מסוג II הם סוג IIB, המציגים תכונות מוליכים למחצה. ליהלומי IIB מסוג IIB הם בעלי פס רחב ועמידים לטמפרטורות גבוהות. פיזור החום המצוין שלהם, חוזק מכני ועמידות בפני קורוזיה מאפשרים להם לפעול בתנאים מאתגרים.