Khuếch tán cho phép tế bào bổ sung các hóa chất cần thiết cho các quá trình trao đổi chất của tế bào. Các hóa chất có thể đi qua cả trong và ngoài màng tế bào mà tế bào không tiêu tốn bất kỳ năng lượng nào khi quá trình khuếch tán xảy ra. Sự di chuyển qua màng tế bào mà không tiêu tốn năng lượng được gọi là sự vận chuyển thụ động.
Trong quá trình khuếch tán, các phân tử có xu hướng lan truyền từ những khu vực mà chúng tập trung hơn đến những khu vực ít tập trung hơn cho đến khi nồng độ trở nên tương đương. Màng tế bào đóng vai trò như một rào cản giữa các chất bên trong tế bào và các phân tử bên ngoài. Các phân tử cần thiết cho chức năng tế bào khuếch tán qua màng, trong khi các sản phẩm của quá trình tế bào đi ra khỏi màng để đi đến phần còn lại của cơ thể.
Màng tế bào có tính bán thấm và cho phép một số phân tử xuyên qua nhưng không cho phép các phân tử khác đi qua. Nồng độ của chất lỏng xung quanh tế bào được điều chỉnh trong các tình huống mà các phân tử không thể đi qua màng bằng một quá trình được gọi là thẩm thấu.Một số phân tử cần thiết cho chức năng tế bào quá lớn để đi qua màng tế bào mà không có sự hỗ trợ của protein. Các protein này liên kết với các phân tử dưới dạng khuếch tán được gọi là khuếch tán có điều kiện. Các phân tử khác cần thiết cho chức năng tế bào đòi hỏi tế bào phải tiêu hao năng lượng để vận chuyển chúng. Đây là hình thức vận chuyển được gọi là vận tải chủ động.
