Difúzia je pohyb molekúl z oblasti vysokej koncentrácie do oblasti nízkej koncentrácie prostredníctvom náhodného pohybu. Ak bude dostatok času, koncentrácia molekúl sa nakoniec vyrovná. Na rozdiel od niektorých iných chemických reakcií nie je na spustenie procesu difúzie potrebný žiadny katalyzátor, a to kvôli vnútornej energii jednotlivých molekúl.
Molekuly sú kvôli svojej vnútornej energii v neustálom pohybe. Vnútorná energia je náhodný pohyb atómov a molekúl v mikroskopickom meradle. Vaňa plná vody sa môže javiť dokonale nehybná, ale všetky molekuly v tejto vode sa pohybujú stovkami stôp za sekundu. Pretože je však priemerná vnútorná energia každého typu molekuly iná, k difúzii dochádza rôznymi rýchlosťami v závislosti od zloženia látok.
Predstavte si dva rôzne plyny v nádobe oddelené bariérou. Oxid uhoľnatý je na jednej strane a kyslík na druhej strane. Aj keď nie je viditeľný žiadny pohyb, molekuly neustále narážajú na bariéru. Keď je bariéra odstránená, molekuly z oboch plynov sa zmiešajú a presunú sa z oblasti s vysokou koncentráciou do nízkej koncentrácie - molekuly uhlíka sa presunú na stranu, ktorá bola čistým kyslíkom. Nakoniec bude celá nádoba naplnená jedným plynom, v tomto prípade oxidom uhličitým.