Diffusion inträffar när slumpmässig molekylär rörelse får molekyler att röra sig och blanda ihop. Denna slumpmässiga rörelse drivs av den värmeenergi som finns i den omgivande miljön. Diffusionshastigheten - som får molekyler att gå naturligt från hög koncentration till låg koncentration på jakt efter enhetlig fördelning eller "jämvikt" - beror på flera faktorer.
Sex fysiska och miljömässiga förhållanden styr spridningshastigheten. Fyra av dessa är tillämpliga på alla typer av diffusion och två gäller endast diffusion genom ett membran. Massan av molekyler är en viktig faktor, eftersom mindre molekyler har högre slumpmässig hastighet för en given omgivningstemperatur, och högre slumpmässiga hastigheter motsvarar snabbare diffusion. På samma sätt påverkar omgivningstemperaturen diffusion eftersom högre temperaturer leder till högre slumpmässiga hastigheter. Diffusiva molekyler flyter från hög koncentration till låg koncentration och diffusionshastigheten ökar när skillnaden i koncentration är större. Diffusionshastigheten minskar dock när molekyler måste färdas ett längre avstånd i sin sökning efter jämvikt.
De två faktorer som är speciella för diffusion genom ett membran är ytarea och permeabilitet. Ett membran med mindre ytarea eller lägre permeabilitet kommer att hindra molekylär rörelse och därmed leda till långsammare diffusion.