A difusão permite que a célula reabasteça os produtos químicos necessários para os processos metabólicos celulares. Os produtos químicos são capazes de passar tanto para dentro quanto para fora da membrana celular sem que a célula gaste energia quando ocorre a difusão. O movimento através da membrana celular sem o gasto de energia é conhecido como transporte passivo.
Na difusão, as moléculas tendem a se espalhar de áreas onde estão mais concentradas para áreas onde estão menos concentradas até que as concentrações se tornem equivalentes. A membrana celular funciona como uma barreira entre o conteúdo da célula e as moléculas externas. Moléculas essenciais para a função celular se difundem através da membrana, enquanto produtos de processos celulares saem da membrana e vão para o resto do corpo.
A membrana celular é semipermeável e permite a passagem de algumas moléculas, mas não de outras. A concentração dos fluidos ao redor da célula é ajustada em situações em que as moléculas não conseguem passar pela membrana por um processo conhecido como osmose.
Algumas moléculas necessárias para a função celular são muito grandes para passar pela membrana celular sem a ajuda de proteínas. Essas proteínas se ligam às moléculas em uma forma de difusão conhecida como difusão facilitada. Outras moléculas essenciais para a função celular requerem que a célula gaste energia para transportá-las. Esta forma de transporte é chamada de transporte ativo.