La difusión es el movimiento de moléculas desde un área de alta concentración a un área de baja concentración mediante un movimiento aleatorio. Con el tiempo suficiente, la concentración de moléculas eventualmente llegará a ser uniforme. A diferencia de otras reacciones químicas, no se necesita catalizador para iniciar el proceso de difusión, debido a la energía interna de las moléculas individuales.
Las moléculas están en constante movimiento debido a su energía interna. La energía interna es el movimiento aleatorio de átomos y moléculas a escala microscópica. Una bañera llena de agua puede parecer perfectamente quieta, pero todas las moléculas dentro de esa agua se mueven a cientos de pies por segundo. Sin embargo, dado que la energía interna promedio de cada tipo de molécula es diferente, la difusión ocurre a diferentes velocidades según la composición de las sustancias.
Imagínese dos gases diferentes en un recipiente, separados por una barrera. El monóxido de carbono está en un lado y el oxígeno en el otro. Aunque no se ve ningún movimiento, las moléculas chocan constantemente con la barrera. Cuando se quita la barrera, las moléculas de ambos gases se mezclarán, pasando de un área de alta concentración a una baja concentración; las moléculas de carbono se moverán hacia el lado que era oxígeno puro. Eventualmente, todo el contenedor se llenará con un gas, en este caso, dióxido de carbono.