Khi kích thước của tế bào tăng lên, khả năng tạo điều kiện khuếch tán qua màng tế bào giảm. Điều này là do thể tích bên trong của tế bào đang phát triển hoặc bất kỳ cấu trúc ba chiều nào, tăng lên một tỷ lệ lớn hơn diện tích bề mặt bên ngoài của nó. Nếu một tế bào phát triển về kích thước quá một thời điểm nhất định, thì bề mặt bên ngoài của nó, hoặc màng sinh chất, sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu lớn hơn của quá trình khuếch tán bởi phần bên trong mở rộng của nó.
Tế bào chất và các bào quan trong tế bào thu nhận chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải qua màng sinh chất của tế bào. Tuy nhiên, một tế bào sẽ bắt đầu chết đói nếu nó tăng kích thước qua điểm mà màng sinh chất của nó có đủ diện tích bề mặt để khuếch tán lượng dinh dưỡng tế bào cần thiết. Tốc độ khuếch tán giảm và tốc độ đào thải chất thải giảm đi kèm theo đó là nguyên nhân khiến tế bào bị nhiễm độc do tích tụ các chất độc hại.
Do cần phải duy trì tỷ lệ thích hợp giữa thể tích bên trong và diện tích bề mặt bên ngoài, các tế bào sẽ sinh sản thay vì phát triển qua một điểm nhất định. Điều này giải thích tại sao các sinh vật đa tế bào lớn hơn không có các tế bào lớn hơn; thay vào đó, chúng có số lượng ô lớn hơn. Các ô nhỏ hơn sẽ phù hợp hơn để kích hoạt khuếch tán vì các vật thể nhỏ hơn có tỷ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích bên trong cao hơn.
