Auf zellulärer Ebene ist Osmose der Prozess, bei dem Partikel über eine semipermeable Membran von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration diffundieren. Eine weniger konzentrierte Lösung wird als hypoton bezeichnet, während eine höher konzentrierte Lösung heißt hypertonisch. Isotonisch bezieht sich auf eine ausgewogene Lösung.
Wenn Blutzellen in eine hypotonische Salzwasserlösung gegeben werden, fließt Flüssigkeit aus der Lösung in die Blutzellen, wodurch die Blutzellen anschwellen und platzen. Wenn die Salzwasserlösung hypertonisch ist, fließt Flüssigkeit von den Blutzellen in die Wasserlösung, wodurch die Blutzellen schrumpfen. Eine isotonische Salzwasserlösung lässt Flüssigkeit gleichmäßig zwischen den Blutkörperchen und der Wasserlösung fließen und die Blutkörperchen behalten eine normale Größe bei.
Osmose ist eine Form des passiven Transports, bei der es sich um eine Art Diffusion handelt. Die Diffusion erfordert von der Zelle keine andere Energie als thermische Energie. Der passive Transport erfolgt spontan und wird durch die Permeabilität der Zellmembran bestimmt. Wasser kann alle Arten von Zellmembranen leicht passieren.
Einige Moleküle können nur durch erleichterte Diffusion transportiert werden. Transportproteine unterstützen auf diese Weise Moleküle, die zu groß sind, um eine Membran zu passieren. Diese Proteine öffnen spezielle Kanäle und ändern die Form der Moleküle, damit sie in diese Kanäle passen.