Diffusion tritt aufgrund der thermischen Verschiebung von Atomen oder Molekülen auf, die dazu führen, dass sich diese Partikel in verschiedenen Medien wie Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen zufällig bewegen. Im Allgemeinen diffundieren Atome oder Moleküle aus einem Bereich mit höherer Konzentration in einen Bereich mit niedrigerer Konzentration, bis eine Substanz eine einheitliche Konzentration aufweist.
Diffusion ist eine Art des passiven Transports, die in drei Hauptkategorien eingeteilt wird: einfache, erleichterte und Kanaldiffusion. Die Geschwindigkeit, mit der die Diffusion stattfindet, wird von mehreren Faktoren beeinflusst. Dazu gehören Partikelgröße, Konzentrationsgradient, Partikellöslichkeit, vom Partikel zurückgelegte Strecke, Temperatur und Oberfläche, über die sich das Partikel bewegen kann. Diffusion tritt nicht auf, wenn eine Substanz null Grad Kelvin hat.