La diffusion cellulaire est le processus qui amène les molécules à entrer et à sortir d'une cellule. Les molécules se déplacent d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. Lorsqu'il y a une concentration plus élevée de molécules à l'extérieur d'une cellule, alors plus de molécules entrent dans la cellule qu'elles n'en sortent. Lorsqu'il y a une concentration plus élevée de molécules à l'intérieur d'une cellule, alors plus de molécules quittent la cellule qu'elles n'y entrent.
Lorsque les molécules sont uniformément réparties, un nombre égal de molécules entre et sort de la cellule. C'est ce qu'on appelle l'équilibre.
Il est possible d'observer l'osmose, ou la diffusion de l'eau à travers une membrane cellulaire, en réalisant une expérience simple en utilisant deux tranches de pommes de terre, deux verres d'eau et du sel de table. Remplissez un verre d'eau et placez une tranche de pomme de terre dans l'eau. Remplissez un autre verre d'eau et ajoutez une tranche de pomme de terre et 2 cuillères à soupe de sel de table. Laissez tremper les tranches de pommes de terre. Observez ensuite les tranches.
La tranche de pomme de terre dans l'eau salée semble plus petite et plus moelleuse. C'est parce que plus de molécules d'eau ont quitté les cellules de la pomme de terre qu'elles n'y sont entrées. Les molécules d'eau se sont déplacées là où il y avait moins de concentration de molécules d'eau (la solution d'eau salée entourant la pomme de terre).
La tranche de pomme de terre dans l'eau semble seulement plus grosse et plus ferme. C'est parce qu'il y a plus de sel et d'autres produits chimiques dissous (solutés) dans la pomme de terre. Les molécules d'eau se sont déplacées de la zone extérieure où il y a une concentration plus élevée de molécules d'eau vers les cellules de la pomme de terre, où il y a plus de soluté et moins de concentration de molécules d'eau.