Diffusie vindt plaats wanneer willekeurige moleculaire beweging ervoor zorgt dat moleculen bewegen en met elkaar vermengen. Deze willekeurige beweging wordt aangedreven door de warmte-energie die in de omgeving aanwezig is. De diffusiesnelheid - die ervoor zorgt dat moleculen op natuurlijke wijze van een hoge concentratie naar een lage concentratie gaan op zoek naar een uniforme verdeling of "evenwicht" - hangt van verschillende factoren af.
Zes fysieke en omgevingsfactoren bepalen de diffusiesnelheid. Vier hiervan zijn van toepassing op alle soorten diffusie en twee zijn alleen van toepassing op diffusie door een membraan. De massa van moleculen is een belangrijke factor, omdat kleinere moleculen een hogere willekeurige snelheid hebben voor een bepaalde omgevingstemperatuur, en hogere willekeurige snelheden corresponderen met snellere diffusie. Evenzo beïnvloedt de omgevingstemperatuur de diffusie omdat hogere temperaturen leiden tot hogere willekeurige snelheden. Diffusiemoleculen stromen van hoge concentratie naar lage concentratie, en de diffusiesnelheid neemt toe naarmate het verschil in concentratie groter is. De diffusiesnelheid neemt echter af wanneer moleculen een grotere afstand moeten afleggen op zoek naar evenwicht.
De twee factoren die specifiek zijn voor diffusie door een membraan zijn oppervlakte en permeabiliteit. Een membraan met een kleiner oppervlak of een lagere permeabiliteit zal de moleculaire beweging belemmeren en dus leiden tot langzamere diffusie.