Diffusion är rörelsen av molekyler från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration genom slumpmässig rörelse. Med tillräcklig tid kommer koncentrationen av molekyler så småningom att bli jämn. Till skillnad från vissa andra kemiska reaktioner behövs ingen katalysator för att starta diffusionsprocessen på grund av de enskilda molekylernas inre energi.
Molekyler är i konstant rörelse på grund av sin inre energi. Intern energi är den slumpmässiga rörelsen av atomer och molekyler i mikroskopisk skala. Ett badkar fullt av vatten kan se perfekt ut, men alla molekyler i det vattnet rör sig hundratals fot per sekund. Eftersom den genomsnittliga inre energin för varje typ av molekyl är annorlunda sker emellertid diffusion i olika hastigheter beroende på ämnets sammansättning.
Föreställ dig två olika gaser i en behållare, åtskilda av en barriär. Kolmonoxid är på ena sidan och syre på den andra. Även om ingen rörelse är synlig kolliderar molekyler ständigt med barriären. När barriären avlägsnas kommer molekyler från båda gaserna att blandas och flyttas från ett område med hög koncentration till låg koncentration - kolmolekyler kommer att flytta till den sida som var rent syre. Så småningom kommer hela behållaren att fyllas med en gas, i detta fall koldioxid.