Khuếch tán tế bào là quá trình làm cho các phân tử di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Các phân tử di chuyển từ khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp. Khi có một nồng độ cao hơn của các phân tử bên ngoài tế bào, thì sẽ có nhiều phân tử đi vào tế bào hơn là rời đi. Khi có một nồng độ cao hơn của các phân tử bên trong tế bào, thì sẽ có nhiều phân tử rời khỏi tế bào hơn là đi vào.
Khi các phân tử được phân bố đều, thì một số lượng bằng nhau của các phân tử đi vào và rời khỏi tế bào. Đây được gọi là trạng thái cân bằng.
Có thể quan sát sự thẩm thấu hoặc sự khuếch tán của nước qua màng tế bào bằng cách thực hiện một thí nghiệm đơn giản với hai lát khoai tây, hai cốc nước và muối ăn. Đổ đầy nước vào một cốc và đặt một lát khoai tây vào nước. Đổ đầy nước vào một ly khác, thêm một lát khoai tây và 2 thìa muối ăn. Để cho các lát khoai tây ngấm nước. Sau đó, hãy quan sát các lát cắt.
Miếng khoai tây ngâm trong nước muối trông nhỏ hơn và mềm hơn. Điều này là do nhiều phân tử nước rời khỏi tế bào của khoai tây hơn là xâm nhập vào chúng. Các phân tử nước di chuyển đến nơi có ít nồng độ phân tử nước hơn (dung dịch nước muối bao quanh củ khoai tây).
Miếng khoai tây trong nước chỉ trông to hơn và có cảm giác săn chắc hơn. Điều này là do có nhiều muối và các hóa chất hòa tan khác (chất hòa tan) trong khoai tây. Các phân tử nước di chuyển từ khu vực bên ngoài nơi có nồng độ phân tử nước cao hơn đến tế bào của khoai tây, nơi có nhiều chất tan hơn và nồng độ phân tử nước ít hơn.