นาโนไดมอนด์ถูกใช้ในหลายด้านเนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความแข็งแรงสูง พื้นผิวที่สามารถปรับแต่งได้ และไม่เป็นพิษ หนึ่งในแอปพลิเคชันที่สำคัญคือการใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ เช่น การส่งยาเฉพาะที่ โดยนาโนไดมอนด์สามารถพาตัวยาไปยังเซลล์เป้าหมายได้อย่างแม่นยำ โดยเฉพาะในงานวิจัยเกี่ยวกับมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำให้เรืองแสงในงานถ่ายภาพทางชีวภาพเพื่อติดตามเซลล์หรือโปรตีน ในอุตสาหกรรมการผลิต นาโนไดมอนด์ถูกผสมในน้ำมันหล่อลื่นหรือสารเคลือบผิว เพื่อลดการเสียดสีและเพิ่มความทนทานของชิ้นส่วนเครื่องจักร ยังนำไปใช้ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เช่น เซนเซอร์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าหรือสารเคมี และในอนาคตอาจถูกใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเนื่องจากคุณสมบัติของข้อบกพร่องในโครงสร้างที่สามารถเก็บข้อมูลควอนตัมได้ นอกจากนี้ นาโนไดมอนด์ยังถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิว เช่น ครีมหรือมาสก์ เนื่องจากช่วยขัดผิวอย่างอ่อนโยน และส่งเสริมการดูดซึมของสารออกฤทธิ์อื่น ๆ