Топлопроводимостта на диаманта достига 2000W/(m·K), което е по-ниско от това на графена, но много по-високо от това на други материали.Графенът провежда електричество, докато диамантът не провежда електричество и е изолационен материал, така че диамантът е по-подходящ за изолационни приложения.

Диамантът има уникални термофизични свойства (свръхвисока топлопроводимост и коефициент на разширение, съответстващ на полупроводниковия чип), което го прави предпочитан материал за разсейване на топлината.Въпреки това не е лесно да се подготви единичен диамант в блок, а твърдостта на диаманта е изключително висока и материалът на диамантения блок е труден за обработка.Следователно, практическото приложение ще бъде приложено в субстратния материал за разсейване на топлината под формата на „композитен материал с метална матрица, подсилен с диамантени частици“ или „композитен материал с диамант/метална матрица CVD“.Общите метални матрични материали включват главно Al, Cu и Ag.

Според изследването е установено, че след като 0,1% от съдържанието на борен нитрид в термичния композитен материал тип полихексаметилен адипамид (PA66) се замени с нанодиамант, топлопроводимостта на материала ще се увеличи с около 25%.Чрез допълнително подобряване на свойствата на нано-диамантите и полимерите, Carbodeon във Финландия не само поддържа първоначалната топлопроводимост на материала, но също така намалява потреблението на нано-диаманти с до 70% по време на производствения процес, което значително намалява производствените разходи .
Този нов термокомпозитен материал е разработен от финландския VTT Technology Research Center и е тестван и проверен от немската компания 3M.

За материали с по-високи изисквания за топлопроводимост, топлопроводимостта може да бъде значително подобрена и подобрена чрез пълнене на 1,5% нанодиаманти на 20% от топлопроводимия пълнител.
Подобреният нано-диамант топлопроводим пълнител няма ефект върху електрическите изолационни свойства и други свойства на материала и не причинява износване на инструмента и се използва широко в електрониката, LED оборудването и други области.