Ôxy được vận chuyển qua màng sinh chất thông qua sự khuếch tán. Khuếch tán là sự chuyển động ngẫu nhiên của các hạt theo gradient nồng độ của chúng từ khu vực có nồng độ cao hơn đến khu vực có nồng độ thấp hơn. Đây là phương thức vận chuyển đơn giản nhất qua màng sinh chất và không cần năng lượng đầu vào.
Màng sinh chất tạo ra một rào cản giữa tế bào và môi trường xung quanh. Nó được tạo thành chủ yếu từ một lớp kép phospholipid với các nhóm đầu phospholipid ưa nước hướng ra ngoài dọc theo bề mặt của cả hai bên, trong khi các đuôi hydrocacbon kỵ nước hình thành bên trong. Lớp kép lipid ngăn cản các đại phân tử lớn hoặc các phân tử phân cực đi vào tế bào. Các phân tử nhỏ hơn, không phân cực như hormone, oxy, carbon dioxide và ethanol không bị phần kỵ nước của lớp kép đẩy lùi, vì vậy chúng khuếch tán tự do vào hoặc ra khỏi tế bào phụ thuộc vào gradient nồng độ của chúng.Vận chuyển qua màng sinh chất có thể thụ động hoặc chủ động. Ví dụ về vận chuyển thụ động bao gồm khuếch tán, khuếch tán thuận lợi và thẩm thấu. Thẩm thấu cụ thể là sự khuếch tán của nước. Khuếch tán có điều kiện là việc sử dụng một lối đi để cho phép các phân tử lớn hơn đi theo gradient nồng độ của chúng. Kiểu khuếch tán này cần sự hỗ trợ của phân tử chất mang. Vận chuyển tích cực yêu cầu sử dụng năng lượng để cho phép các phân tử di chuyển ngược lại với gradient nồng độ của chúng.
