Difusioon on molekulide liikumine suure kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonda juhusliku liikumise kaudu. Piisava aja andmisel muutub molekulide kontsentratsioon lõpuks ühtlaseks. Erinevalt mõnest muust keemilisest reaktsioonist ei ole difusiooniprotsessi alustamiseks katalüsaatorit vaja üksikute molekulide siseenergia tõttu.
Molekulid on pidevas liikumises oma sisemise energia tõttu. Siseenergia on aatomite ja molekulide juhuslik liikumine mikroskoopilises skaalas. Vett täis vann võib tunduda täiesti paigal, kuid kõik selle vee molekulid liiguvad kiirusega sadu jalgu sekundis. Kuna aga igat tüüpi molekuli keskmine siseenergia on erinev, toimub difusioon erineva kiirusega, sõltuvalt ainete koostisest.
Kujutage ette konteineris kaks erinevat gaasi, mis on eraldatud tõkkega. Süsinikmonooksiid on ühel ja hapnik teisel küljel. Kuigi liikumist pole näha, põrkuvad molekulid pidevalt barjääriga kokku. Kui barjäär eemaldatakse, segunevad mõlema gaasi molekulid, liikudes kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsioonini - süsiniku molekulid liiguvad küljele, mis oli puhas hapnik. Lõpuks täidetakse kogu anum ühe gaasiga, antud juhul süsinikdioksiidiga.