金剛石立方晶體結構是某些材料在凝固時可能采用的 8 個原子的重復模式。 雖然xxx個已知的例子是金剛石，但第 14 族的其他元素也采用這種結構，包括 α-錫、半導體硅和鍺，以及任何比例的硅鍺合金。 還有一些晶體，如方石英的高溫形式，具有相似的結構，在金剛石中的碳原子位置上有一種原子（如方石英中的硅），但在金剛石中的碳原子位置有另一種原子（如方石英中的硅）。

雖然通常被稱為菱形晶格，但這種結構并不是數學中這個詞在技術意義上的晶格。

金剛石的立方結構在Fd3m空間群（空間群227），遵循面心立方Bravais晶格。 格子描述了重復模式； 對于金剛石立方晶體，該晶格在每個原始晶胞中裝飾有兩個四面體鍵合原子的圖案，每個原始晶胞的寬度為晶胞寬度的 1/4。 金剛石晶格可以看作是一對相交的面心立方晶格，每個晶格在每個維度上相隔晶胞寬度的 1/4。 許多化合物半導體，如砷化鎵、β-碳化硅和銻化銦采用類似的閃鋅礦結構，其中每個原子都有不同元素的最近鄰居。 鋅閃石的空間群為F43m，但其許多結構性質與金剛石結構十分相似。

金剛石立方結構的原子堆積因子（以結構頂點為中心且盡可能大而不重疊的球體填充的空間比例）為 π√3/16 ≈ 0.34，明顯較小（ 表示密度較低的結構）比面心和體心立方晶格的堆積因子。 閃鋅礦結構具有高于 0.34 的堆積因子，具體取決于其兩個組分原子的相對大小。

在數學上，通過使用跨四個單位的立方晶胞，可以將菱形立方結構的點作為三維整數晶格的子集給出坐標。

結構中的所有其他點都可以通過將這八個點的 x、y 和 z 坐標加上四的倍數來獲得。 該結構中的相鄰點在整數格中相距 √3； 菱形結構的邊緣位于整數網格立方體的主體對角線上。 通過將所有坐標乘以 a/4，可以將此結構縮放為立方晶胞，該晶胞的橫跨單位數為 a。

或者，菱形立方結構的每個點可以由總和為零或一的四維整數坐標給出。 當且僅當它們的四維坐標在單個坐標中相差一個時，兩個點在菱形結構中才相鄰。 任意兩點之間坐標值的總差（它們的四維曼哈頓距離）給出了菱形結構中它們之間最短路徑中的邊數。 每個點的四個最近鄰點，在該坐標系中，可以通過四個坐標各加一，或者四個坐標各減一，相應地坐標和為零或一。 這些四維坐標可以通過公式轉換為三維坐標

因為菱形結構形成了四維整數格的一個保距子集，所以它是一個部分立方體。

菱形立方體的另一種協調涉及從三維網格圖中刪除一些邊。 在這種協調中，它具有與標準金剛石立方結構不同的幾何結構，但具有相同的拓撲結構，金剛石立方體的頂點由所有可能的 3d 網格點表示，金剛石立方體的邊緣由以下子集表示 3d 網格邊緣。

金剛石立方體有時被稱為金剛石晶格，但從數學上講，它不是晶格：例如，不存在將點 (0,0,0) 帶入點 (3,3,3) 的平移對稱性。 然而，它仍然是一個高度對稱的結構。