Wenn die Größe einer Zelle zunimmt, nimmt ihre Fähigkeit, die Diffusion durch ihre Zellmembran zu erleichtern, ab. Dies liegt daran, dass das Innenvolumen einer wachsenden Zelle oder jeder dreidimensionalen eingeschlossenen Struktur um . zunimmt einen größeren Anteil als seine äußere Oberfläche. Würde eine Zelle über einen bestimmten Punkt hinaus an Größe wachsen, könnte ihre äußere Oberfläche oder Plasmamembran durch ihr vergrößertes Inneres den erhöhten Anforderungen des Diffusionsprozesses nicht mehr gerecht werden.
Das Zytoplasma und die Organellen innerhalb einer Zelle erhalten Nährstoffe und beseitigen Abfallstoffe durch die Plasmamembran der Zelle. Eine Zelle würde jedoch zu hungern beginnen, wenn ihre Größe über den Punkt hinaus zunimmt, an dem ihre Plasmamembran genügend Oberfläche besitzt, um die erforderlichen Mengen an Zellnahrung zu verteilen. Die verringerte Diffusionsrate und die damit einhergehende Verringerung der Abfalleliminationsgeschwindigkeit würden auch dazu führen, dass die Zelle durch eine Ansammlung toxischer Substanzen vergiftet wird.
Aufgrund der Notwendigkeit, das richtige Verhältnis zwischen Innenvolumen und Außenfläche aufrechtzuerhalten, vermehren sich Zellen, anstatt über einen bestimmten Punkt hinaus zu wachsen. Dies erklärt, warum größere vielzellige Organismen keine größeren Zellen haben; stattdessen haben sie eine größere Anzahl von Zellen. Kleinere Zellen sind besser geeignet, um eine Diffusion zu ermöglichen, da kleinere Objekte ein höheres Verhältnis zwischen Oberfläche und Innenvolumen haben.
