金刚石刀具分为天然金刚石和人造金刚石刀具。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数。但由于价格昂贵，加工、焊接都非常困难，除少数特殊用途外(如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工)，很少作为切削工具应用在工业中。随着高技术和超精密加工日益发展，例如微型机械的微型零件，原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹或火箭中的导航陀螺，计算机硬盘芯片、加速器电子枪等超精密零件的加工，单晶天然金刚石能满足上述要求。近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气氛钎焊金刚石技术，使天然金刚石刀具的制造过程变得比较简易，因此，在超精密镜面切削的高技术应用领域，天然金刚石起到了重要作用。

　　20世纪50年代利用高温高压技术人工合成金刚石粉以后，70年代制造出金刚石基的切削刀具即聚晶金刚石(PCD)，PCD晶粒呈无序排列状态，不具方向性，因而硬度均匀。

　　它有很高的硬度(8000～12000HV)和导热性，低的热胀系数，高的弹性模量和较低的摩擦系数，刀刃非常锋利。它可加工各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材复合材料等。PCD刀具所含金刚石晶粒平均尺寸不同，对性能产生的影响也不同，晶粒尺寸越大，其耐磨性越高。在相近的刃口加工量下，晶粒尺寸越小，则刃口质量越好。例如，选用晶粒尺寸10～25μm的PCD刀具，可以500～1500m/min的高速粒尺寸8～9μm的PCD加工Si含量小于12%的铝合金：晶粒尺寸4～5μm的PCD加工塑料、木材等。而超精密加工，则应选用晶粒尺寸小的PCD刀具。通常PCD刀具是烧结成金刚石-硬质合金复合刀片焊接在刀体上使用。利用超高压装置，在5～6万个大气压，1400～1600℃的高温下，可人工合成形状整齐、杂质非常少的单晶金刚石，质量均匀稳定，结晶面非常清晰，识别容易。它具有所有物质中最高的导热率及与天然金刚石同等以上的强度。目前最大尺寸可达8mm。这种单晶金刚石的尺寸、形状和性能的良好一致性，在天然金刚石产品中是不可能实现的。它具有比PCD更好的耐磨性。PCD的耐磨性超过700℃时会减弱，因其结构中含有金属Co，它会促进“逆向反应”即由金刚石向石墨转变。但有较好的断裂韧性，可以进行断续切削。例如，可以2500m/min的高速端铣Si含量10%的铝合金。当前，人工合成单晶金刚石刀具材料的应用得到了迅速的发展，其新应用领域是木材加工业。对表面有氧化铝涂层的高耐磨层状木地板需求量越来越大。加工时，木板耐磨层会引起刃口钝化，导致氧化铝耐磨层碎裂，必须经常磨刀或更换刀片，而人工单晶金刚石性能显著优于PCD刀具。