A difusão ocorre sempre que o movimento molecular aleatório faz com que as moléculas se movam e se misturem. Este movimento aleatório é alimentado pela energia térmica presente no ambiente circundante. A taxa de difusão - que faz com que as moléculas se movam naturalmente de alta concentração para baixa concentração em busca de distribuição uniforme ou "equilíbrio" - depende de vários fatores.
Seis condições físicas e ambientais governam a taxa de difusão. Quatro deles são aplicáveis a todos os tipos de difusão e dois se aplicam apenas à difusão através de uma membrana. A massa das moléculas é um fator importante, porque moléculas menores têm velocidade aleatória mais alta para uma determinada temperatura ambiente, e velocidades aleatórias mais altas correspondem a uma difusão mais rápida. Da mesma forma, a temperatura ambiente afeta a difusão porque temperaturas mais altas levam a velocidades aleatórias mais altas. As moléculas de difusão fluem de alta concentração para baixa concentração, e a taxa de difusão aumenta quando a diferença na concentração é maior. A taxa de difusão diminui, entretanto, quando as moléculas precisam percorrer uma distância maior em busca de equilíbrio.
Os dois fatores específicos da difusão através de uma membrana são a área de superfície e a permeabilidade. Uma membrana com área de superfície menor ou permeabilidade mais baixa impedirá o movimento molecular e, portanto, levará a uma difusão mais lenta.