Au fur et à mesure que les cellules grossissent, le volume augmente plus rapidement que la surface. Étant donné que les cellules échangent des matériaux et des molécules à travers leurs membranes, une grande cellule a plus de difficulté à transporter suffisamment de matériaux.
La plupart des organismes unicellulaires dépendent de la diffusion passive pour transporter des matériaux à travers leurs membranes cellulaires. Beaucoup de ces matériaux sont d'une importance critique pour les fonctions de la cellule et sont donc nécessaires en grandes quantités. Lorsqu'une cellule a un volume beaucoup plus grand que sa surface, la diffusion est insuffisante pour fournir ces matériaux. Il en résulte que les grandes cellules ne peuvent pas fonctionner presque aussi rapidement ou efficacement que les petites cellules et impose une limite à la taille des cellules.
