早在18世紀人們就開始了合成鑽石的探索，但直到20世紀，由於熱力學及高溫高壓技術的發展，才使鑽石的合成得以實現。1953年瑞士工程公司（ASEA）使用壓力球裝置首次成功地合成出了40粒小顆的鑽石，美國通用電氣公司（GE）也於1955年採用壓帶裝置合成出了小顆粒的鑽石。此後，工業級鑽石的合成技術得到廣泛應用，目前幾乎三分之二的工業用鑽已由合成鑽石替代了。但直到1970年寶石級大顆粒的鑽石才由美國通用電氣公司合成成功。經過近三十年的努力，目前已能獲得十幾克拉大的晶體，但寶石級鑽石合成的成本仍然很高，不能進行大批次的生產。2000年可切磨的合成鑽石只有3500ct，僅佔當年天然寶石級鑽石產量的0.01%。

到二十世紀九十年代，採用化學氣相沉澱法（CVD）合成鑽石薄膜，在固相基片上沉積形成金剛石多晶質薄膜，作為工業用途。2003年，美國阿波羅公司合成出達到寶石級單晶，並開始商業性生產。最近 ，美國華盛頓卡內基研究所地球物理實驗室實現100μm/h的CVD合成鑽石的速度，生產出了10ct、半英寸厚的單晶鑽石。為了進一步加大合成鑽石晶體的尺寸,採用CVD順序地在鑽石基片的6個面上生長 的方法，有可能實現英寸級(約300ct)無色鑽石單晶的三維生長。人們還發現,高壓高溫熱處理能改善CVD合成鑽石的顏色、提高合成鑽石的硬度~