Difusi adalah proses di mana atom atau molekul bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Laju difusi dipengaruhi oleh sejumlah faktor yang meliputi suhu, konsentrasi dan massa molekul. Difusi adalah proses penting dalam tubuh manusia dan sangat penting untuk pengangkutan molekul dalam sejumlah organ termasuk paru-paru, ginjal, perut dan mata.
Paru-paru memiliki jutaan kantung udara kecil yang disebut alveoli, yang masing-masing berhubungan erat dengan kapiler. Saat udara dihirup dalam alveoli mengembang dan oksigen berdifusi melintasi dinding alveoli dan masuk ke kapiler. Pada saat yang sama, karbon dioksida, yang merupakan produk limbah dari respirasi, berdifusi dari kapiler dan masuk ke alveoli. Saat orang tersebut menghembuskan napas, alveoli mengempis dan karbon dioksida dihembuskan dari paru-paru.
Ginjal membuang produk limbah dan membantu mengatur konsentrasi ion dan molekul kecil lainnya. Ginjal terdiri dari jutaan struktur tubular kecil yang disebut nefron, yang berakhir pada struktur berdinding semi-permeabel yang disebut glomerulus. Darah yang mengandung limbah dipandu melalui simpul pembuluh darah yang dikelilingi oleh glomerulus. Molekul kecil seperti air, natrium, dan kalium glukosa dapat melewati glomerulus dan masuk ke nefron. Nama kolektif untuk bahan yang melewati nefron adalah filtrat. Sementara filtrat mengandung sejumlah besar produk limbah, ia juga mengandung molekul seperti glukosa yang dapat digunakan kembali oleh tubuh. Tubulus nefron dikelilingi oleh kapiler yang memiliki konsentrasi molekul berguna yang rendah. Difusi memungkinkan molekul-molekul ini untuk masuk kembali ke aliran darah. Molekul limbah yang tersisa di dalam tubulus diubah menjadi urea.
Usus halus adalah bagian dari saluran pencernaan dan bertanggung jawab untuk pencernaan makanan dan penyerapan nutrisi. Lapisan usus kecil ditutupi oleh sel-sel epitel dengan folikel seperti rambut kecil yang dikenal sebagai mikro-vili. Lipid dapat berdifusi langsung ke dalam sel-sel epitel yang melapisi usus kecil di mana mereka kemudian diproses oleh organel. Molekul lain seperti asam amino ditransfer ke dalam sel epitel dengan proses yang dikenal sebagai difusi terfasilitasi. Dalam proses ini protein transfer khusus di dalam membran sel epitel membantu mengeluarkan molekul dari usus kecil.
Kornea di mata tidak memiliki pembuluh darah yang memasok oksigen ke sel-selnya. Hal ini membuat mata tidak biasa karena memperoleh oksigen yang dibutuhkan melalui difusi dari atmosfer. Oksigen pertama larut dalam air mata dan kemudian berdifusi ke dalam kornea. Demikian pula, limbah karbon dioksida berdifusi keluar dari kornea dan ke atmosfer.