褐色钻石是呈褐色的天然钻石，褐色是天然钻石最常见的颜色变种。褐色钻石曾经因反射光能力弱而不太用于做宝石，而主要用于工业。但是，随着技术进步和市场营销的推动，褐色钻石近些年也正被接受为宝石，尤其是在美国和澳大利亚。澳大利亚所出产的相当大比例的钻石为褐色钻石。科学界为揭示褐色的起源也做了大量研究，已经找到多种原因，如辐照、镍杂质和塑形形变导致的晶格缺陷，后者被认为是主要原因，尤其对于纯钻石。高温高压处理可以修复晶格缺陷，使褐色变成黄色甚至无色。
天然生成的钻石可以呈多种颜色，如蓝、黄、绿、橙、粉红、褐色、灰色和黑色。1986年澳大利亚阿盖尔钻石矿（英语：Argyle diamond mine）开发之前，褐色钻石被认为不能用于制作首饰，只用于工业用途，甚至钻石颜色分级都不评估褐色钻石。但是，1980年代的市场营销策略改变了这种状况，褐色钻石开始成为受欢迎的宝石。这种改变主要是因为褐色钻石供应大幅增加，阿盖尔钻石矿每年生产350万克拉(7,000 kg)钻石，约占全球天然钻石产量的三分之一，阿盖尔所产钻石的80%为褐色。其他矿所产钻石中，褐色钻石所占比例较低，但总是有一定比例的褐色钻石。后来，科学研究阐明了褐色的起源，并发展出去除褐色的方法。
钻石受高能粒子 (电子、离子、中子或伽马射线)辐照，可以击出碳原子，使晶格里产生空位。这些空位能在纯透明的钻石里产生色心（英语：F-Center），在黄钻石里产生黄绿颜色。黄钻石的颜色是晶格里碳原子被氮原子取代造成的。加热受辐照的钻石至600°C温度之上，会造成与空位聚集相关的褐色，不管有没有氮原子。
辐照和退火处理可以天然发生，因为钻石常与辐射阿尔法粒子的含铀矿石共存。但是，因此产生的颜色，只发生在钻石表面几微米厚的一层。用电子、中子或伽马射线对钻石进行人工处理可以使钻石带上均匀的颜色。辐照处理可以使钻石产生特征明锐光吸收线，这可由光谱技术检测到。
用数吉帕斯卡的高压和1500 °C以上的高温处理石墨，可以使石墨变成钻石，这种人造钻石一般富含氮，氮以单原子的形式分散在晶格之间，使钻石呈黄色。人造钻石过程中，常需添加镍，以加快石墨向钻石的转化。镍和氮进入钻石里，使钻石呈褐色。镍可通过特征光吸收检测到，这种光信号是检测这种钻石的简易手段。
辐照和镍杂质带来的褐色可由光谱测量（如光吸收）检测出来，而大多数天然褐色钻石并没有特征吸收峰。研究取得的共识认为，这些天然钻石的褐色是塑性形变带来的大的空位团造成，但这种成因只对IIa型天然钻石来说比较可靠。最近研究结果表明，这些大的空位团很可能还是其他类型钻石的成因 。这些晶格缺陷很可能是以上著名钻石的成因。
钻石的晶格缺陷可能使钻石呈褐色，这可用于发展把褐色钻石转化成淡黄色甚至无色的钻石的技术：6–10 GPa的高压和1600℃以上的高温可愈合钻石的晶格缺陷。这一技术在俄罗斯和美国多个实验室都实现过。1999年3月，卡普兰国际（英语：Lazare Kaplan International）下属公司比利时安特卫普的Pegasus Overseas Ltd (POL)开始营销经通用电气 (GE)处理的这种钻石。这种钻石因此称为GE POL (或GEPOL)，在美国市场上名为钻石。这种处理工艺很受认可，每颗经此工艺处理的钻石的腰棱上都会用激光刻上厘米大小的字样“GEPOL”。2004年，通用电气的钻石部门被利特尔约翰公司（英语：Littlejohn & Co.）收购，重新命名为钻石创新()。自1999年来，全世界多家公司都采用了这种技术，并各自采用不同的品牌标记加工过的钻石。
