A difusão é o movimento de moléculas de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração por meio de movimento aleatório. Com tempo suficiente, a concentração de moléculas acabará por se tornar uniforme. Ao contrário de algumas outras reações químicas, nenhum catalisador é necessário para iniciar o processo de difusão, devido à energia interna das moléculas individuais.
As moléculas estão em movimento constante por causa de sua energia interna. Energia interna é o movimento aleatório de átomos e moléculas em escala microscópica. Uma banheira cheia de água pode parecer perfeitamente imóvel, mas todas as moléculas dentro dessa água se movem a centenas de metros por segundo. No entanto, como a energia interna média de cada tipo de molécula é diferente, a difusão ocorre em velocidades diferentes, dependendo da composição das substâncias.
Imagine dois gases diferentes em um recipiente, separados por uma barreira. O monóxido de carbono está de um lado e o oxigênio do outro. Mesmo que nenhum movimento seja visível, as moléculas estão constantemente colidindo com a barreira. Quando a barreira é removida, as moléculas dos dois gases se misturam, passando de uma área de alta concentração para uma de baixa concentração - as moléculas de carbono se movem para o lado que era oxigênio puro. Eventualmente, todo o recipiente será preenchido com um gás, neste caso, dióxido de carbono.