硬材料是一種重要的工程材料，通常是指硬度達到莫氏硬度最高值 10 或接近 10的材料，主要應用于復合材料、無機非金屬材料、硬質合金的加工，作為一種重要的功能材料。目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼等。
目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼(PCBN)等。其中 PCBN 具有高硬度、高耐磨性且高溫下表現穩定，主要用于制造各類刀具；金剛石又分為單晶金剛石、聚晶金剛石(PCD)和 CVD 金剛石，單晶金剛石應用于砂輪、鋸片等，PCD 應用于刀具、石油鉆頭，CVD 金剛石應用于拉絲模、刀具等，高端 CVD 金剛石應用于電子器件、航天等領域。超硬材料也可以分類為單晶超硬材料和聚晶超硬材料(也稱“復合超硬材料”)，單晶超硬材料包含單晶金剛石、單晶立方氮化硼等，特點是硬度高但尺寸小；聚晶金剛石/立方氮化硼是用單晶金剛石/立方氮化硼為主要原料，添加金屬和非金屬粘接劑在高溫高壓環境下制成的復合材料，復合超硬材料雖然硬度和耐熱度稍差，但其切割面積較大、耐磨性更好。
復合超硬材料主要用于石油天然氣、煤田礦山、汽車等。石油天然氣用聚晶金剛石是由小金剛石顆粒和粘接劑混合組成的切削層和硬質合金襯底層在高溫高壓下燒結合成，該材料具有很高的強度、硬度和耐磨性，將該材料鑲嵌于石油、天然氣鉆頭上，是鉆頭上起到切削和掘進的核心部件，在鉆頭掘進的過程中，金剛石復合片逐漸消耗。在煤田礦山開采過程中，金剛石復合片起到同樣的作用。PCD 刀具的耐用度較硬質合金刀具壽命高幾十倍，主要加工對象為有色金屬、非金屬材料等。由于汽車發動機活塞的群部、銷孔和化油器等部件含硅量一般在 10%以上，硬度較大，且大多采用流水線批量生產，這使得合金刀具的性價比較低，金剛石刀具適用性良好。
