Dyfuzja zachodzi zawsze, gdy losowy ruch molekularny powoduje ruch i mieszanie się cząsteczek. Ten przypadkowy ruch jest zasilany energią cieplną obecną w otaczającym środowisku. Szybkość dyfuzji – która powoduje, że cząsteczki naturalnie przechodzą od wysokiego stężenia do niskiego stężenia w poszukiwaniu jednorodnego rozkładu lub „równowagi” – zależy od kilku czynników.
Sześć warunków fizycznych i środowiskowych reguluje tempo dyfuzji. Cztery z nich mają zastosowanie do wszystkich rodzajów dyfuzji, a dwa dotyczą tylko dyfuzji przez membranę. Masa cząsteczek jest głównym czynnikiem, ponieważ mniejsze cząsteczki mają wyższą losową prędkość dla danej temperatury otoczenia, a wyższe losowe prędkości odpowiadają szybszej dyfuzji. Podobnie temperatura otoczenia wpływa na dyfuzję, ponieważ wyższe temperatury prowadzą do wyższych prędkości losowych. Cząsteczki dyfuzyjne przepływają od wysokiego stężenia do niskiego stężenia, a szybkość dyfuzji wzrasta, gdy różnica stężeń jest większa. Szybkość dyfuzji spada jednak, gdy cząsteczki muszą przebyć większą odległość w poszukiwaniu równowagi.
Dwa czynniki, które są charakterystyczne dla dyfuzji przez membranę, to pole powierzchni i przepuszczalność. Membrana o mniejszej powierzchni lub mniejszej przepuszczalności będzie utrudniać ruch cząsteczkowy, a tym samym prowadzić do wolniejszej dyfuzji.