No nível celular, osmose é o processo em que as partículas se difundem ao longo de uma membrana semipermeável de uma concentração mais baixa para uma concentração mais alta. Uma solução menos concentrada é chamada de hipotônica, enquanto uma solução mais altamente solução concentrada é chamada hipertônica. Isotônico se refere a uma solução balanceada.
Quando as células sanguíneas são colocadas em uma solução hipotônica de água salgada, o fluido flui da solução para as células sanguíneas, o que faz com que elas inchem e se rompam. Se a solução de água salgada for hipertônica, o fluido flui das células do sangue para a solução de água, fazendo com que as células do sangue encolham. Uma solução isotônica de água salgada permite que o fluido flua uniformemente entre as células sanguíneas e a solução aquosa, e as células sanguíneas mantêm um tamanho normal.
A osmose é uma forma de transporte passivo, que é um tipo de difusão. A difusão não exige que a célula use qualquer energia além da energia térmica. O transporte passivo é espontâneo e determinado pela permeabilidade da membrana celular. A água pode passar facilmente por todos os tipos de membranas celulares.
Algumas moléculas só podem ser transportadas por difusão facilitada. As proteínas de transporte auxiliam as moléculas que são muito grandes para atravessar uma membrana dessa forma. Essas proteínas abrem canais especiais e mudam a forma das moléculas para que possam se encaixar nesses canais.