La difusión permite que la célula reponga los químicos necesarios para los procesos metabólicos celulares. Los productos químicos pueden pasar tanto dentro como fuera de la membrana celular sin que la célula gaste energía cuando ocurre la difusión. El movimiento a través de la membrana celular sin el gasto de energía se conoce como transporte pasivo.
En la difusión, las moléculas tienden a propagarse desde áreas donde están más concentradas a áreas donde están menos concentradas hasta que las concentraciones se vuelvan equivalentes. La membrana celular sirve como barrera entre el contenido de la célula y las moléculas externas. Las moléculas esenciales para la función celular se difunden a través de la membrana, mientras que los productos de los procesos celulares pasan fuera de la membrana para ir al resto del cuerpo.
La membrana celular es semipermeable y permite el paso de algunas moléculas, pero no de otras. La concentración de los fluidos alrededor de la célula se ajusta en situaciones donde las moléculas no pueden pasar a través de la membrana mediante un proceso conocido como ósmosis.
Algunas moléculas necesarias para la función celular son demasiado grandes para pasar a través de la membrana celular sin la ayuda de proteínas. Estas proteínas se unen a las moléculas en una forma de difusión conocida como difusión facilitada. Otras moléculas esenciales para la función celular requieren que la célula gaste energía para transportarla. Esta forma de transporte se denomina transporte activo.