Sự khuếch tán là kết quả của chuyển động nhiệt ngẫu nhiên của các phân tử và nó liên quan đến việc các phân tử lan truyền từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp. Ba loại khuếch tán là khuếch tán đơn giản, kênh và khuếch tán thuận lợi . Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán bao gồm gradient nồng độ, kích thước phân tử, khoảng cách mà phân tử phải di chuyển, độ hòa tan của phân tử, nhiệt độ và diện tích bề mặt của màng.
Sự khuếch tán thường được nhận thấy trong chất lỏng và chất khí, nhưng nó cũng xảy ra trong một số chất rắn. Trong sự khuếch tán đơn giản, một phân tử không cực nhỏ di chuyển qua một lớp kép lipid. Quá trình này là một kiểu vận chuyển thụ động và nó không liên quan đến protein. Sự thẩm thấu là một ví dụ của sự khuếch tán đơn giản. Đây là một quá trình quan trọng trong cơ thể sống. Các dung dịch nước được phân tách bằng màng bán thấm dẫn đến sự khuếch tán nước qua màng.
Sự khuếch tán kênh liên quan đến các protein kênh và kết quả từ sự di chuyển của vật chất qua một lỗ nước mở. Nó cũng được phân loại là một loại vận chuyển thụ động và nó có thể được điều chỉnh, có nghĩa là các ion và các hạt mang điện có thể di chuyển qua lỗ trống.
Khuếch tán có điều kiện là một phương tiện vận chuyển thụ động dựa vào các chất mang protein vận chuyển đơn lẻ, hoạt động trên cơ chế liên kết, lật và giải phóng. Nó không phải là ngẫu nhiên, vì phân tử di chuyển cùng với chất mang.