Toplinska vodljivost dijamanta doseže 2000 W/(m·K), što je niže nego kod grafena, ali puno više nego kod drugih materijala.Grafen provodi struju, dok dijamant ne provodi električnu struju i izolacijski je materijal, pa je dijamant prikladniji za izolacijske primjene.

Dijamant ima jedinstvena termofizička svojstva (ultra-visoka toplinska vodljivost i koeficijent širenja usklađen s poluvodičkim čipom), što ga čini preferiranim materijalom za supstrat koji rasipa toplinu.Međutim, nije lako pripremiti jedan dijamant u blok, a tvrdoća dijamanta je izuzetno visoka, a materijal dijamantnog bloka teško je obraditi.Stoga će se praktična primjena primijeniti na materijal supstrata za disipaciju topline u obliku "kompozitnog materijala s metalnom matricom ojačanog dijamantnim česticama" ili "CVD kompozitnog materijala s dijamantnom/metalnom matricom".Uobičajeni materijali metalne matrice uglavnom uključuju Al, Cu i Ag.

Prema istraživanju, utvrđeno je da nakon što se 0,1% sadržaja bor nitrida u toplinskom kompozitnom materijalu tipa poliheksametilen adipamida (PA66) zamijeni nano-dijamantom, toplinska vodljivost materijala će se povećati za oko 25%.Daljnjim poboljšanjem svojstava nano-dijamanata i polimera, Carbodeon u Finskoj ne samo da održava izvornu toplinsku vodljivost materijala, već također smanjuje potrošnju nano-dijamanata za čak 70% tijekom proizvodnog procesa, uvelike smanjujući troškove proizvodnje .
Ovaj novi toplinski kompozitni materijal razvio je finski VTT tehnološki istraživački centar, a testirala ga je i verificirala njemačka tvrtka 3M.

Za materijale s višim zahtjevima toplinske vodljivosti, toplinska vodljivost može se znatno poboljšati i poboljšati punjenjem 1,5% nanodijamanata na 20% toplinski vodljivog punila.
Poboljšano nano-dijamantno toplinski vodljivo punilo nema utjecaja na električna izolacijska svojstva i druga svojstva materijala, ne uzrokuje trošenje alata, a naširoko se koristi u elektronici, LED opremi i drugim područjima.