La diffusion se produit chaque fois que des mouvements moléculaires aléatoires provoquent le déplacement et le mélange des molécules. Ce mouvement aléatoire est alimenté par l'énergie thermique présente dans l'environnement. Le taux de diffusion - qui fait que les molécules passent naturellement d'une concentration élevée à une faible concentration à la recherche d'une distribution uniforme ou d '«équilibre» - dépend de plusieurs facteurs.

Molécules en mouvement les conditions physiques et environnementales régissent le taux de diffusion. Quatre d'entre eux sont applicables à tous les types de diffusion, et deux s'appliquent uniquement à la diffusion à travers une membrane. La masse des molécules est un facteur majeur, car les molécules plus petites ont une vitesse aléatoire plus élevée pour une température ambiante donnée, et des vitesses aléatoires plus élevées correspondent à une diffusion plus rapide. De même, la température ambiante affecte la diffusion car des températures plus élevées conduisent à des vitesses aléatoires plus élevées. Les molécules diffusantes passent d'une concentration élevée à une faible concentration, et la vitesse de diffusion augmente lorsque la différence de concentration est plus grande. Le taux de diffusion diminue cependant lorsque les molécules doivent parcourir une plus longue distance dans leur recherche d'équilibre.

Les deux facteurs propres à la diffusion à travers une membrane sont la surface et la perméabilité. Une membrane avec une surface plus petite ou une perméabilité inférieure entrave le mouvement moléculaire et conduit ainsi à une diffusion plus lente.