Độ dẫn nhiệt của kim cương đạt 2000W/(m·K), thấp hơn so với graphene nhưng cao hơn nhiều so với các vật liệu khác. Graphene dẫn điện, trong khi kim cương không dẫn điện và là vật liệu cách điện nên kim cương thích hợp hơn cho các ứng dụng cách điện.

Kim cương có các đặc tính vật lý nhiệt độc đáo (độ dẫn nhiệt cực cao và hệ số giãn nở phù hợp với chip bán dẫn), khiến nó trở thành vật liệu nền tản nhiệt được ưa chuộng. Tuy nhiên, không dễ để chuẩn bị một viên kim cương thành một khối, độ cứng của viên kim cương cực kỳ cao và vật liệu khối kim cương rất khó gia công. Do đó, ứng dụng thực tế sẽ được áp dụng trong vật liệu nền tản nhiệt dưới dạng "vật liệu hỗn hợp ma trận kim loại được gia cố bằng hạt kim cương" hoặc "Vật liệu hỗn hợp ma trận kim cương/kim loại CVD". Vật liệu ma trận kim loại phổ biến chủ yếu bao gồm Al, Cu và Ag.

Theo nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng sau khi thay thế 0,1% hàm lượng boron nitride trong vật liệu composite nhiệt loại polyhexamethylene adipamide (PA66) bằng kim cương nano, độ dẫn nhiệt của vật liệu sẽ tăng lên khoảng 25%. Bằng cách cải thiện hơn nữa các đặc tính của kim cương nano và polyme, Carbodeon ở Phần Lan không chỉ duy trì tính dẫn nhiệt ban đầu của vật liệu mà còn giảm mức tiêu thụ kim cương nano tới 70% trong quá trình sản xuất, giảm đáng kể chi phí sản xuất .
Vật liệu composite nhiệt mới này được phát triển bởi Trung tâm nghiên cứu công nghệ VTT của Phần Lan và được công ty 3M của Đức thử nghiệm và xác minh.

Đối với các vật liệu có yêu cầu về độ dẫn nhiệt cao hơn, độ dẫn nhiệt có thể được cải thiện và cải thiện đáng kể bằng cách lấp đầy 1,5% kim cương nano trên 20% chất độn dẫn nhiệt.
Chất độn dẫn nhiệt kim cương nano cải tiến không ảnh hưởng đến tính chất cách điện và các tính chất khác của vật liệu, không gây mài mòn dụng cụ và được sử dụng rộng rãi trong điện tử, thiết bị LED và các lĩnh vực khác.