Difuzia este mișcarea moleculelor dintr-o zonă de concentrație mare la o zonă de concentrație scăzută prin mișcare aleatorie. Având suficient timp, concentrația moleculelor va deveni în cele din urmă uniformă. Spre deosebire de alte reacții chimice, nu este necesar niciun catalizator pentru a începe procesul de difuzie, din cauza energiei interne a moleculelor individuale.
Moleculele sunt în continuă mișcare, din cauza energiei lor interne. Energia internă este mișcarea aleatorie a atomilor și moleculelor la scară microscopică. O cadă plină cu apă poate apărea perfect nemișcată, dar toate moleculele din acea apă se mișcă cu sute de picioare pe secundă. Cu toate acestea, întrucât energia internă medie a fiecărui tip de moleculă este diferită, difuzarea are loc la viteze diferite, în funcție de compoziția substanțelor.
Imaginați-vă două gaze diferite într-un container, separate printr-o barieră. Monoxidul de carbon este pe de o parte, iar oxigenul pe de altă parte. Chiar dacă nu este vizibilă nicio mișcare, moleculele se ciocnesc în mod constant cu bariera. Când bariera este îndepărtată, moleculele din ambele gaze se vor amesteca, trecând dintr-o zonă de concentrație mare la concentrație scăzută - moleculele de carbon se vor deplasa în partea care era oxigenul pur. În cele din urmă, întregul recipient va fi umplut cu un singur gaz, în acest caz, dioxid de carbon.