La diffusione è il movimento di molecole da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione attraverso un movimento casuale. Con un tempo sufficiente, la concentrazione delle molecole alla fine diventerà uniforme. A differenza di altre reazioni chimiche, non è necessario alcun catalizzatore per avviare il processo di diffusione, a causa dell'energia interna delle singole molecole.
Le molecole sono in costante movimento, a causa della loro energia interna. L'energia interna è il movimento casuale di atomi e molecole su scala microscopica. Una vasca piena d'acqua può sembrare perfettamente immobile, ma tutte le molecole all'interno di quell'acqua si muovono a centinaia di piedi al secondo. Tuttavia, poiché l'energia interna media di ogni tipo di molecola è diversa, la diffusione avviene a velocità diverse a seconda della composizione delle sostanze.
Immagina due gas diversi in un contenitore, separati da una barriera. Il monossido di carbonio è da un lato e l'ossigeno dall'altro. Anche se non è visibile alcun movimento, le molecole si scontrano costantemente con la barriera. Quando la barriera viene rimossa, le molecole di entrambi i gas si mescoleranno, spostandosi da un'area ad alta concentrazione a una bassa concentrazione: le molecole di carbonio si sposteranno verso il lato che era ossigeno puro. Alla fine, l'intero contenitore sarà riempito con un gas, in questo caso, anidride carbonica.