L'ossigeno entra nelle cellule passando attraverso la membrana cellulare in un processo chiamato diffusione, che è un processo di trasporto che non richiede energia. La diffusione è il modo in cui una sostanza si muove da un'area ad alta concentrazione ( l'ambiente al di fuori delle cellule) in un'area a bassa concentrazione (all'interno delle celle).
Il processo di diffusione richiede una membrana che ha pori per consentire il passaggio di gas e liquidi, detta anche membrana semi-permeabile. Le molecole piccole e semplici, come l'ossigeno e il biossido di carbonio, si diffondono passivamente all'interno e all'esterno della cellula. La cellula consuma costantemente ossigeno in diversi processi all'interno della cellula. Di conseguenza, la concentrazione di ossigeno è inferiore all'interno della cellula rispetto all'esterno. L'ossigeno si diffonde nella cellula piuttosto che fuori da esso. Al contrario, poiché la cellula produce costantemente anidride carbonica come prodotto di processi cellulari, la concentrazione di anidride carbonica è più elevata nella cellula che all'esterno della cellula. Quindi, a differenza dell'ossigeno, il diossido di carbonio si diffonde fuori dalla cellula.
L'acqua viene anche trasportata attraverso la membrana cellulare usando un tipo di diffusione, chiamata osmosi. Poiché la cellula ha molti organelli e altre molecole al suo interno, l'acqua ha una concentrazione inferiore all'interno della cellula e il movimento netto dell'acqua è fuori dalla cellula.
