ליהלום יש קשיות של MOHS של 10 ומיקרו -קשיחות של 98.5 GPA. תיאוריית הקשיות הייתה במידה רבה מדע אמפירי למחצה, ואף עד לא מזמן, החוקרים ניסו להתייחס לקשיות למבנה של קשרים כימיים. מערכות יחסים מסוימות נקבעו בין התנגדות ללבוש של חומר לבין אנרגיית הסריג, כמו גם בין בין -עין אטומי לקשיות. התוצאות שהתקבלו על ידי חוקרים שונים דומות למדי, כאשר רובם נוטים לייחס קשיות לצפיפות המספרים האטומיים וצפיפות אנרגיית הקשר.
מבין כל החומרים הידועים, היהלום הוא הקשה ביותר ובעל צפיפות המספרים האטומיים הגבוהים ביותר. בהתבסס על קשיותם, ניתן לזהות קבוצה של חומרים-על-סופר-חומרים, כולל יהלומים, מוצקים דמויי יהלום, בורון ניטריד מעוקב, בורון ניטריד משושה וורציט, קרביד סיליקון ובורון קרביד. בממוצע, המיקרו -קשיחות של חומרי העל היא 2 עד 3 סדרי גודל גבוהה יותר מזו של פלדה מוקשה.
היהלום מוביל חום דרך פונונים, וכתוצאה מכך מוליכות תרמית מעולה. ליהלום המוליכות התרמית הגבוהה ביותר של כל חומר ידוע, והמוליכות התרמית שלו יציבה ביותר בטמפרטורת החדר. חומר יהלום חתוך במיוחד יכול לשמש כחומר חלון עבור ציוד גדול ומכשירים המניבים חום גבוה, המספקים פיזור חום.
פיזיקה של מצב מוצק מראה כי ניתן ליצור מספר אינסופי של מטוסים מקבילים בתוך הסריג המרחבי של גביש. מכיוון שהמרווח בין משפחות שונות של מטוסי קריסטל משתנה, תחת כוחות חיצוניים מסוימים, הגביש יתפצל לאורך המטוס עם המרווח הגדול ביותר. תופעה זו נקראת דיסוציאציה. בקריסטלי היהלומים יש מטוסים משפחתיים עם המרווח הגדול ביותר, מה שהופך אותם לרגישים ביותר למחשוף לאורך מטוסים אלה.