Naturfarbene grüne Diamanten gelten als absolute Rarität und haben daher auch einen entsprechend hohen Preis. Der Wert steigt entsprechend der Intensität der Farbe sowie der Reinheit des Diamanten. Grüne Diamanten kommen vor als hellgrüne bis leuchtend grasgrüne Diamanten. Sie werden hauptsächlich in den Gebieten Afrika und Südamerika gefunden.
Diamanten mit grüner Farbe werden meist mit Oberton-Farben vorgefunden, sehr selten auch nur mit einer reinen Hauptfarbe. Diese Oberton-Farben grüner Diamanten sind gelb, gelblich, blau, bläulich, braun, bräunlich, grau, gräulich, grau-gelblich und gräulich-gelblich. Die Obertöne grau und braun geben dem Stein eine olivgrüne Richtung und sind dunkler als gelbe Obertöne. Als wertvollste Obertöne gelten bläulich und blau, die den grünen Diamanten geheimnisvoll türkisfarben erstrahlen lassen. Das Grün in natürlich farbenen Diamanten ist niemals so intensiv wie das in farbbehandelten Steinen. Das natürliche Grün ist als reines Grün meist blass, in intensiveren Farben eher gelblich, gräulich oder bräunlich, im besten Fall bläulich-grün.
Die grüne Farbe, die durch die Einwirkung natürlicher atomarer Strahlung bzw. Radioaktivität mit der Folge eines Kohlenstoffatomgitterdefekts verursacht wird, ist extrem einzigartig. Die natürliche atomare Strahlung, so wird vermutet, stammt von radioaktiven Materialien im schwarzen Kimberlitgestein.
Strukturelle Defekte im Atomgitter sind verantwortlich für die grüne Farbe. In einem Farbcenter des Atomgitters (sog. „GR-Center“) fehlt hierbei infolge der atomaren Strahlung ein Kohlenstoffatom. Ein GR-Center absorbiert dadurch rotes und orangefarbenes Licht. Dies führt in der Regel zu einer Blaufärbung des Diamanten. Kommt eine weitere Absorption hinzu mit einer gelblichen oder bräunlichen Komponente (sog. „N3-Center“ mit 3 Stickstoffatomen N anstatt einem Kohlenstoffatom), kommt es zu einer insgesamt grünen Farbgebung infolge der daraus resultierenden Lichtabsorptionen.
In zahlreichen Fällen kann nur schwer abschließend bestimmt werden, ob die Farbe eines grünen Diamanten natürlichen Ursprungs ist oder durch künstliche atomare Behandlung entstanden ist. Manche Polierer lassen am geschliffenen Diamanten absichtlich einen natürlichen unbehandelten Rest - ein sog. „Natural“- stehen, damit die Diamantenbewertungsinstitute wie das GIA in die Lage versetzt werden, die natürliche Farbe des Steins festzustellen und daraufhin ein Zertifikat für den Diamanten und seiner natürlichen Farbe ausstellen. Kann die Natürlichkeit der Farbe nicht eindeutig festgestellt werden, wird keine Natürlichkeit bescheinigt. In diesen Fällen stellt das Institut fest, dass eine abschließende Bewertung der Natürlichkeit der grünen Farbe derzeit nicht abgegeben werden kann.