Le mouvement brownien est causé par l'impact de molécules de fluide ou d'atomes en mouvement rapide et aléatoire de la chaleur sur de petites particules en suspension dans le fluide. Le mouvement brownien, qui a tendance à disperser les particules aussi largement que possible, est la principale force de diffusion. Le mouvement brownien se produit dans les petites particules en suspension, indépendamment de tout mouvement ou courant global dans le fluide en suspension.
Le mouvement brownien a été remarqué et décrit pour la première fois par le botaniste Robert Brown en 1827 alors qu'il observait le mouvement des grains de pollen dans l'air calme. Ses premières pensées étaient que les mouvements étaient causés par un mouvement autonome du sperme de la plante, mais des expériences ultérieures ont montré que le mouvement se produisait avec des particules mortes et même inorganiques. Robert Brown n'a jamais fourni d'explication satisfaisante pour la motion.
L'explication actuelle a été proposée pour la première fois 50 ans plus tard avec la théorie cinétique de la chaleur, qui affirmait que la chaleur était en fait la vibration aléatoire des atomes et des molécules qui composaient une substance. Ces mouvements aléatoires au sein d'un fluide frappent les particules en suspension rapidement et au hasard, produisant un mouvement. Cette théorie a été initialement contestée, car elle semblait violer la tendance de l'énergie à se dégrader, la friction convertissant toujours le mouvement en chaleur. Néanmoins, des expériences ont confirmé qu'il s'agit bien du mécanisme du mouvement brownien.
