นาโนไดมอนด์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในงานอุตสาหกรรมขั้นสูงและการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ เช่น ความแข็งแรงสูง ความเสถียรทางเคมี และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ในด้านอุตสาหกรรม นาโนไดมอนด์ทำหน้าที่เป็นสารขัดเงาที่มีประสิทธิภาพสำหรับชิ้นส่วนออปติกส์ที่มีความแม่นยำ เซมิคอนดักเตอร์ และพื้นผิวฮาร์ดดิสก์ โดยให้พื้นผิวที่เรียบเนียนมากโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย นอกจากนี้ ความนำความร้อนสูงและแรงเสียดทานต่ำทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นสารเติมในน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องยนต์และระบบกลไก ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดการสึกหรอ

ในด้านชีวการแพทย์ นาโนไดมอนด์ถูกใช้ในการส่งยา โดยช่วยขนส่งตัวแทนบำบัด เช่น ยารักษามะเร็งเคมีบำบัด ไปยังเซลล์เป้าหมายโดยตรง เพิ่มประสิทธิภาพการรักษาและลดผลข้างเคียง นอกจากนี้ ยังใช้ในการถ่ายภาพทางชีวภาพ ทำหน้าที่เป็นโปรบเรืองแสงสำหรับติดตามเซลล์ เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงและความเป็นพิษต่ำ นาโนไดมอนด์ยังถูกสำรวจใช้ในวิศวกรรมเนื้อเยื่อและการแพทย์ฟื้นฟู โดยสนับสนุนการเจริญเติบโตของเซลล์และปรับปรุงความแข็งแรงทางกลของโครงนั่งร้าน

การประยุกต์ใช้ที่กำลังเกิดขึ้นใหม่รวมถึงการใช้ในเซนเซอร์ควอนตัมและอิเล็กทรอนิกส์ โดยซึ่งศูนย์ไนโตรเจน-วาแคนซีในนาโนไดมอนด์ช่วยให้ตรวจจับสนามแม่เหล็กได้อย่างอ่อนไหวสูง ซึ่งมีประโยชน์ในการวินิจฉัยทางการแพทย์และการวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัม