Diffusjon oppstår når tilfeldig molekylær bevegelse får molekyler til å bevege seg og blandes sammen. Denne tilfeldige bevegelsen drives av varmeenergien i omgivelsene. Diffusjonshastigheten - som får molekyler til å bevege seg naturlig fra høy konsentrasjon til lav konsentrasjon på jakt etter jevn fordeling eller "likevekt" - avhenger av flere faktorer.
Seks fysiske og miljømessige forhold styrer diffusjonshastigheten. Fire av disse gjelder for alle typer diffusjon, og to gjelder bare for diffusjon gjennom en membran. Massen av molekyler er en viktig faktor, fordi mindre molekyler har høyere tilfeldig hastighet for en gitt omgivelsestemperatur, og høyere tilfeldige hastigheter tilsvarer raskere diffusjon. Tilsvarende påvirker omgivelsestemperatur diffusjon fordi høyere temperaturer fører til høyere tilfeldige hastigheter. Diffusive molekyler flyter fra høy konsentrasjon til lav konsentrasjon, og diffusjonshastigheten øker når forskjellen i konsentrasjon er større. Diffusjonshastigheten avtar imidlertid når molekyler må reise en lengre avstand i jakten på likevekt.
De to faktorene som er spesielle for diffusjon gjennom en membran er overflateareal og permeabilitet. En membran med mindre overflateareal eller lavere permeabilitet vil hindre molekylær bevegelse og dermed føre til langsommere diffusjon.