L'osmosi si verifica perché le particelle disciolte hanno una maggiore concentrazione su un lato di una membrana, che consente il passaggio dell'acqua, rispetto all'altra. Poiché le molecole d'acqua si spostano casualmente attraverso la membrana, tendono a stare intorno alle particelle disciolte piuttosto che andare alla deriva.
L'osmosi esercita pressione e può far sì che la quantità di acqua su entrambi i lati di una membrana sia molto diversa, nonostante il fatto che l'acqua possa scorrere liberamente attraverso la membrana. La pressione osmotica continua fino a quando il rapporto tra particelle disciolte e molecole d'acqua è uguale su entrambi i lati della membrana. Questa proprietà di osmosi lo rende molto importante per gli organismi viventi. Il trasferimento di acqua da un luogo all'altro in un organismo può essere gestito attraverso la pressione osmotica, che è essenziale per molti processi biologici.
L'osmosi è guidata dall'energia termica dell'acqua sul lato della membrana con acqua più pura. Questo è ciò che fa muovere le molecole d'acqua e occasionalmente attraversare il lato con più particelle disciolte. La pressione esercitata da questo movimento può essere relativamente alta. L'acqua pura posta accanto al sangue umano attraverso una membrana fluirà nel lato del sangue in modo abbastanza forte da richiedere sette volte la pressione che l'atmosfera esercita a livello del mare per arrestare il flusso.