La diffusione consente alla cellula di reintegrare le sostanze chimiche necessarie per i processi metabolici cellulari. I prodotti chimici sono in grado di passare sia dentro che fuori dalla membrana cellulare senza che la cellula espiri energia quando si verifica la diffusione. Il movimento attraverso la membrana cellulare senza il dispendio di energia è noto come trasporto passivo.
In diffusione, le molecole tendono a diffondersi da aree dove sono più concentrate a zone dove sono meno concentrate fino a quando le concentrazioni diventano equivalenti. La membrana cellulare funge da barriera tra il contenuto della cellula e le molecole esterne. Molecole essenziali per la funzione cellulare diffuse attraverso la membrana, mentre i prodotti dei processi cellulari passano dalla membrana per andare al resto del corpo.
La membrana cellulare è semipermeabile e consente alcune molecole attraverso ma non altre. La concentrazione dei fluidi attorno alla cellula viene regolata in situazioni in cui le molecole non possono attraversare la membrana con un processo noto come osmosi.
Alcune molecole necessarie per la funzione cellulare sono troppo grandi per passare attraverso la membrana cellulare senza l'aiuto di proteine. Queste proteine si legano alle molecole in una forma di diffusione nota come diffusione facilitata. Altre molecole essenziali per la funzione cellulare richiedono che la cellula consumi energia per trasportarle. Questa è la forma di trasporto chiamata trasporto attivo.