Dyfuzja następuje z powodu termicznego przemieszczenia atomów lub cząsteczek, które powodują losowe przemieszczanie się tych cząstek w różnych mediach, takich jak ciała stałe, ciecze lub gazy. Zasadniczo atomy lub cząsteczki dyfundują z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu, dopóki substancja nie uzyska jednolitego stężenia.
Dyfuzja jest rodzajem transportu pasywnego, który dzieli się na trzy główne kategorie: prosta, ułatwiona i dyfuzja kanałów. Na szybkość, z którą ma wpływ dyfuzja, wpływa kilka czynników. Obejmują one rozmiar cząstek, gradient stężenia, rozpuszczalność cząstek, odległość przebytą przez cząstkę, temperaturę i powierzchnię, przez którą cząstka może się poruszać. Dyfuzja nie występuje, gdy substancja ma zero stopni Kelvina.