La diffusion simple est un processus de diffusion qui se produit sans l'aide d'une protéine membranaire intégrale. Ce type de diffusion se produit sans aucune énergie et permet aux substances de traverser les membranes cellulaires.
La diffusion simple ne peut diffuser qu'une petite catégorie de substances. Pour qu'un composé puisse traverser une membrane cellulaire par simple diffusion, il doit pouvoir pénétrer dans la bicouche phospholipidique de la cellule. Puisque le noyau de la bicouche phospholipidique est hydrophobe, les composés doivent être eux-mêmes hydrophobes et ils doivent également être petits. Les molécules courantes qui utilisent la diffusion simple incluent le dioxyde de carbone et l'oxygène.