A condutividade térmica do diamante chega a 2.000 W/(m·K), que é inferior à do grafeno, mas muito superior à de outros materiais. O grafeno conduz eletricidade, enquanto o diamante não conduz eletricidade e é um material isolante, portanto o diamante é mais adequado para aplicações isolantes.

O diamante possui propriedades termofísicas exclusivas (condutividade térmica ultra-alta e coeficiente de expansão correspondente ao chip semicondutor), tornando-o o material de substrato de dissipação de calor preferido. No entanto, não é fácil preparar um único diamante em um bloco, e a dureza do diamante é extremamente alta e o material do bloco de diamante é difícil de processar. Portanto, a aplicação prática será aplicada no material de substrato de dissipação de calor na forma de "material compósito de matriz metálica reforçada com partículas de diamante" ou "material compósito de matriz metálica/diamante CVD". Os materiais comuns de matriz metálica incluem principalmente Al, Cu e Ag.

De acordo com a pesquisa, verifica-se que após a substituição de 0,1% do teor de nitreto de boro no material compósito térmico do tipo polihexametileno adipamida (PA66) por nanodiamante, a condutividade térmica do material aumentará em cerca de 25%. Ao melhorar ainda mais as propriedades dos nanodiamantes e polímeros, a Carbodeon na Finlândia não só mantém a condutividade térmica original do material, mas também reduz o consumo de nanodiamantes em até 70% durante o processo de produção, reduzindo significativamente os custos de produção. .
Este novo material compósito térmico foi desenvolvido pelo Centro Finlandês de Pesquisa Tecnológica VTT e testado e verificado pela empresa alemã 3M.

Para materiais com requisitos de condutividade térmica mais elevados, a condutividade térmica pode ser bastante melhorada e melhorada preenchendo 1,5% de nanodiamantes por 20% do enchimento termicamente condutor.
O enchimento termicamente condutor de nanodiamante melhorado não tem efeito nas propriedades de isolamento elétrico e outras propriedades do material, e não causa desgaste da ferramenta, e é amplamente utilizado em eletrônica, equipamentos LED e outros campos.