À medida que o tamanho de uma célula aumenta, sua capacidade de facilitar a difusão através de sua membrana celular diminui. Isso ocorre porque o volume interno de uma célula em crescimento, ou qualquer estrutura fechada tridimensional, aumenta em uma proporção maior do que sua superfície externa. Se uma célula crescesse além de um certo ponto, sua superfície externa, ou membrana plasmática, não seria mais capaz de atender às maiores demandas exigidas do processo de difusão por seu interior ampliado.
O citoplasma e as organelas dentro de uma célula obtêm nutrientes e eliminam resíduos através da membrana plasmática da célula. Uma célula, entretanto, começaria a morrer de fome se aumentasse de tamanho além do ponto em que sua membrana plasmática possuísse área de superfície suficiente para difundir a quantidade necessária de nutrição celular. A taxa de difusão reduzida e a consequente diminuição na velocidade de eliminação de resíduos também causariam o envenenamento da célula por um acúmulo de substâncias tóxicas.
Devido à necessidade de manter a proporção adequada entre o volume interno e a área de superfície externa, as células se reproduzirão em vez de crescer além de um determinado ponto. Isso explica por que organismos multicelulares maiores não têm células maiores; em vez disso, eles têm um número maior de células. Células menores são mais adequadas para permitir a difusão porque objetos menores têm uma proporção maior entre a área de superfície e o volume interno.
