Sự khuếch tán được gây ra khi nhiệt trong môi trường khí hoặc nước tạo ra năng lượng mà các hạt hấp thụ, làm cho chúng chuyển động. Đây được gọi là chuyển động nhiệt. Mỗi hạt chuyển động theo một hướng khác nhau, nhưng hướng thay đổi nếu hạt va chạm với một vật rắn hoặc một hạt khác. Điều này khiến mỗi hạt di chuyển ra khỏi khu vực tập trung cao độ.
Khi các hạt di chuyển từ các khu vực tập trung, chúng khuếch tán ra khắp chất lỏng hoặc khí để tạo ra trạng thái cân bằng hoặc thậm chí là khoảng cách. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào ba khía cạnh: nhiệt độ, khối lượng của các hạt và độ dày của chất lỏng hoặc chất khí. Sự gia tăng nhiệt độ tạo ra nhiều năng lượng hơn, do đó các hạt chuyển động nhanh hơn. Các hạt nặng hơn cần nhiều năng lượng hơn để di chuyển; khối lượng càng cao thì chuyển động càng chậm. Các hạt chuyển động nhanh nhất qua chất khí và chậm nhất qua chất rắn. Có thể có chuyển động rất hạn chế qua một chất rắn đến nhiệt độ đủ lạnh. Chuyển động qua chất lỏng nhanh hơn chuyển động qua chất rắn, nhưng không nhanh bằng chất khí. Điều này là do các phân tử trong hạt duy trì liên kết yếu với các phân tử trong chất lỏng. Cho đến khi một hạt hoặc vật rắn khác bị va chạm, một hạt sẽ chuyển động theo đường thẳng.
