Дифузія відбувається, коли випадковий молекулярний рух змушує молекули рухатися і змішуватися між собою. Цей випадковий рух забезпечується тепловою енергією, яка присутня в навколишньому середовищі. Швидкість дифузії, яка змушує молекули природним чином переходити від високої до низької концентрації в пошуках рівномірного розподілу або "рівноваги", залежить від кількох факторів.
Шість фізичних та екологічних умов регулюють швидкість дифузії. Чотири з них застосовні до всіх типів дифузії, а два стосуються лише дифузії через мембрану. Маса молекул є головним фактором, оскільки менші молекули мають вищу випадкову швидкість для даної температури навколишнього середовища, а більші випадкові швидкості відповідають швидшій дифузії. Подібним чином, температура навколишнього середовища впливає на дифузію, оскільки вищі температури призводять до вищих випадкових швидкостей. Дифузійні молекули перетікають від високої до низької концентрації, і швидкість дифузії зростає, коли різниця в концентрації більша. Проте швидкість дифузії зменшується, коли молекули повинні пройти більшу відстань у пошуках рівноваги.
Два фактори, які є особливо важливими для дифузії через мембрану, це площа поверхні та проникність. Мембрана з меншою поверхнею або меншою проникністю перешкоджатиме молекулярному руху і, таким чином, призведе до повільнішої дифузії.