O oxigênio é transportado através da membrana plasmática por meio da difusão. A difusão é o movimento aleatório das partículas em seu gradiente de concentração de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. É o método mais simples de transporte através de uma membrana plasmática e não requer entrada de energia.
A membrana plasmática cria uma barreira entre uma célula e seus arredores. É constituído principalmente por uma bicamada fosfolipídica com os grupos de cabeças de fosfo hidrofílicos voltados para fora ao longo da superfície de ambos os lados, enquanto as caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicos formam o interior. A bicamada lipídica impede que grandes macromoléculas ou moléculas polares entrem na célula. Moléculas menores e não polares, como hormônios, oxigênio, dióxido de carbono e etanol, não são repelidas pela porção hidrofóbica da bicamada, então elas se difundem livremente para dentro ou para fora da célula, dependendo de seu gradiente de concentração.
O transporte através da membrana plasmática pode ser passivo ou ativo. Exemplos de transporte passivo incluem difusão, difusão facilitada e osmose. Osmose é especificamente a difusão de água. A difusão facilitada é o uso de uma passagem para permitir que moléculas maiores sigam seu gradiente de concentração. Este tipo de difusão requer o auxílio de uma molécula carreadora. O transporte ativo requer o uso de energia para permitir que as moléculas viajem contra seu gradiente de concentração.
