Tepelná vodivost diamantu dosahuje 2000W/(m·K), což je nižší než u grafenu, ale mnohem vyšší než u jiných materiálů.Grafen vede elektřinu, zatímco diamant nevede elektřinu a je izolačním materiálem, takže diamant je vhodnější pro izolační aplikace.

Diamant má jedinečné termofyzikální vlastnosti (ultra vysoká tepelná vodivost a koeficient roztažnosti odpovídající polovodičovému čipu), což z něj činí preferovaný substrátový materiál odvádějící teplo.Není však snadné připravit jediný diamant do bloku a tvrdost diamantu je extrémně vysoká a materiál diamantového bloku je obtížně zpracovatelný.Proto bude praktická aplikace aplikována v substrátovém materiálu pro rozptyl tepla ve formě "kompozitního materiálu s kovovou matricí vyztuženého diamantovými částicemi" nebo "kompozitního materiálu s diamantovou/kovovou matricí CVD".Mezi běžné kovové matricové materiály patří především Al, Cu a Ag.

Podle výzkumu bylo zjištěno, že po nahrazení 0,1 % obsahu nitridu boru v tepelném kompozitním materiálu typu polyhexamethylenadipamid (PA66) nano-diamantem se tepelná vodivost materiálu zvýší asi o 25 %.Dalším vylepšováním vlastností nanodiamantů a polymerů Carbodeon ve Finsku nejen zachovává původní tepelnou vodivost materiálu, ale také snižuje spotřebu nanodiamantů během výrobního procesu až o 70 %, což výrazně snižuje výrobní náklady. .
Tento nový tepelný kompozitní materiál byl vyvinut finským VTT Technology Research Center a testován a ověřen německou společností 3M.

U materiálů s vyššími požadavky na tepelnou vodivost lze tepelnou vodivost výrazně zlepšit a zlepšit plněním 1,5 % nanodiamantů na 20 % tepelně vodivého plniva.
Vylepšené nanodiamantové tepelně vodivé plnivo nemá žádný vliv na elektrické izolační vlastnosti a další vlastnosti materiálu a nezpůsobuje opotřebení nástrojů a je široce používáno v elektronice, LED zařízení a dalších oborech.