Дифузија је кретање молекула из подручја високе концентрације у подручје ниске концентрације случајним кретањем. С обзиром на довољно времена, концентрација молекула ће на крају постати уједначена. За разлику од неких других хемијских реакција, за покретање процеса дифузије није потребан катализатор, због унутрашње енергије појединих молекула.
Молекули су у сталном покрету, због своје унутрашње енергије. Унутрашња енергија је случајно кретање атома и молекула на микроскопској скали. Када пуна воде може изгледати савршено мирно, али сви молекули унутар те воде крећу се стотинама стопа у секунди. Међутим, пошто је просечна унутрашња енергија сваке врсте молекула различита, дифузија се дешава различитом брзином у зависности од састава супстанци.
Замислите два различита гаса у контејнеру, одвојена препреком. На једној страни је угљен-моноксид, а на другој кисеоник. Иако није видљиво никакво кретање, молекули се непрестано сударају са баријером. Када се баријера уклони, молекули оба гаса ће се мешати, прелазећи са подручја високе концентрације на ниску концентрацију - молекули угљеника ће се померити на ону страну која је била чисти кисеоник. На крају ће се цео контејнер напунити једним гасом, у овом случају угљен-диоксидом.