צבעם של יהלומים נוצר משילוב שני אלמנטים: הרכב החומרים הכימיים והחומרים הזרים שמצויים בהם לצד התכונות האופטיות של קרני האור שחדרו אליהם. היהלומים בעולם מתחלקים לשתי קבוצות צבעים: הראשונה כוללת את רוב היהלומים, וצבעם נע בין גוונים צהבהבים של לבן לגוונים של צהוב כהה; השניה היא קבוצת הצבעים המיוחדים, יהלומי פנסי (Fancy).
יהלומים צבעוניים הם נדירים ויקרים מאוד, אשר נבדלים זה מזה בצבעים, הנעים מגוונים שונים של צהוב וורוד ועד אדום, ירוק, כחול, סגול, שחור ועוד. ישנם שני סוגים של צבעים של יהלומי פנסי – חלקם מגיעים בצבעים חדים וברורים, ואילו חלקם בצבעים מעורבים, כגון צהוב ירקרק, חום-אדמדם ועוד. כאשר הצבע המשני מעצים את צבעם של היהלומים מדובר ביתרון, ואילו צבע משני המחליש את הצבע העיקרי נחשב חסרון.
מעבדות גמולוגיות מדרגות יהלומים צבעוניים על פי שני פרמטרים: ראשית הגוון הבסיסי שלהם, ושנית עוצמת הצבע. עוצמת הצבע מדורגת לרוב על פי תשע קטגוריות – מדרגת עמום (Faint) הנמוכה ביותר ועד דרגת "פנסי ויויד" (Fancy Vivid), הנדירה והיקרה מכולן. בנוסף, יהלומי פנסי נמדדים גם לפי ארבעת הקריטריונים המקובלים לבחינת יהלומים – ה-4Cs.
יהלומים צהובים וורודים הם היהלומים הצבעוניים הפופולאריים ביותר, אולם בשנים האחרונות נרשמת עלייה גם בביקוש ליהלומים כחולים, ירוקים וכתומים. עם זאת, יש לזכור כי רוב היהלומים הצבעוניים הקיימים בשוק אינם יהלומים צבעוניים טבעיים, אלא נצבעו בתנאי מעבדה. יהלומים צבעוניים טבעיים נמצאו עד כה במכרות באוסטרליה, בברזיל, בוונצואלה ובחלקים מאפריקה.
