鑽石結構是指每個原子與周圍4個原子以正四面體狀共價鍵結的立方晶系晶體結構。因碳的鑽石採取此結構而得名，矽、鍺等代表性半導體也具有此結構。
鑽石結構可表示為將2個面心立方晶格沿對角線方向錯開1/4後重疊的結構。每個原子朝正四面體頂點方向伸出4個共價鍵，因此鍵結強、機械性質堅硬，熱穩定性也高。這種4配位的共價鍵網路支撐了矽作為半導體的性質。
GaAs、ZnS 等化合物半導體採取閃鋅礦（zinc blende）結構，即鑽石結構中2種原子位置分別由不同元素佔據。其骨架與鑽石結構相同，差別在於由2種原子構成，並因直接能隙型的能帶結構而應用於發光元件等。