Дифузията е движение на молекули от област с висока концентрация към зона с ниска концентрация чрез произволно движение. При достатъчно време концентрацията на молекули в крайна сметка ще стане равномерна. За разлика от някои други химични реакции, не е необходим катализатор за стартиране на процеса на дифузия, поради вътрешната енергия на отделните молекули.
Молекулите са в постоянно движение, поради тяхната вътрешна енергия. Вътрешната енергия е произволно движение на атоми и молекули в микроскопичен мащаб. Вана, пълна с вода, може да изглежда напълно неподвижна, но всички молекули в нея се движат със стотици фута в секунда. Тъй като обаче средната вътрешна енергия на всеки тип молекула е различна, дифузията се случва с различна скорост в зависимост от състава на веществата.
Представете си два различни газа в контейнер, разделени с бариера. Въглеродният оксид е от едната страна, а кислородът - от другата. Въпреки че не се вижда движение, молекулите постоянно се сблъскват с бариерата. Когато бариерата бъде премахната, молекулите от двата газа ще се смесят, преминавайки от зона с висока концентрация към ниска концентрация - молекулите на въглерода ще се преместят в страната, която е чист кислород. В крайна сметка целият контейнер ще бъде напълнен с един газ, в този случай въглероден диоксид.