Thẩm thấu và khuếch tán, mặc dù có liên quan, nhưng không hoàn toàn giống nhau. Khuếch tán được định nghĩa là sự di chuyển của các phân tử từ khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp và thẩm thấu được định nghĩa cụ thể là sự khuếch tán của nước qua màng bán thấm.
Trong khi cả hai quá trình đều liên quan đến sự chuyển động của các phân tử xuống một gradient nồng độ, sự khác biệt nằm ở thực tế là thuật ngữ "thẩm thấu" đề cập cụ thể đến chuyển động của các phân tử nước, trong khi sự khuếch tán có thể liên quan đến các phân tử thuộc bất kỳ loại nào. Cả thẩm thấu và khuếch tán đều là quá trình tự phát, có nghĩa là chúng xảy ra mà không cần đầu vào của bất kỳ năng lượng bên ngoài nào. Thuật ngữ thẩm thấu chỉ đề cập đến chuyển động của nước ở trạng thái lỏng. Tuy nhiên, thuật ngữ khuếch tán được sử dụng để mô tả chuyển động của các phân tử ở trạng thái lỏng hoặc khí. Ví dụ: nếu khí carbon dioxide được giải phóng ở trung tâm của một căn phòng, nó sẽ từ từ khuếch tán ra khắp phòng cho đến khi nồng độ carbon dioxide đồng đều trong phòng.
Từ thẩm thấu được sử dụng phổ biến nhất trong các lĩnh vực sinh học và sinh lý học tế bào. Khi một tế bào được đặt trong một dung dịch ưu trương, hoặc một dung dịch có chứa nồng độ chất hòa tan cao hơn nồng độ được tìm thấy bên trong tế bào, nước sẽ di chuyển ra khỏi tế bào một cách tự nhiên, và điều này được gọi là thẩm thấu. Nếu một tế bào được đặt trong một dung dịch nhược trương, hoặc một tế bào có chứa nồng độ chất hòa tan thấp hơn nồng độ được tìm thấy bên trong tế bào, nước sẽ tự chảy vào tế bào và quá trình này còn được gọi là thẩm thấu. Trong cả hai trường hợp được mô tả ở trên, người ta cũng có thể nói rằng sự khuếch tán nước đã xảy ra qua màng tế bào.
