Hücresel difüzyon, moleküllerin hücreye girip çıkmasına neden olan süreçtir. Moleküller, yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana hareket eder. Bir hücrenin dışında daha yüksek bir molekül konsantrasyonu olduğunda, hücreye bırakmadan daha fazla molekül girer. Bir hücrenin içinde daha yüksek bir molekül konsantrasyonu olduğunda, hücreyi girdiğinden daha fazla molekül terk eder.
Moleküller eşit olarak dağıldığında, eşit sayıda molekül hücreye girip çıkmaktadır. Buna denge denir.
İki dilim patates, iki bardak su ve sofra tuzu kullanarak basit bir deney yaparak osmoz veya suyun hücre zarı boyunca difüzyonunu gözlemlemek mümkündür. Bir bardak suyla doldurun ve suya bir dilim patates koyun. Bir bardak daha suyla doldurun ve bir dilim patates ve 2 yemek kaşığı sofra tuzu ekleyin. Patates dilimlerinin ıslanmasına izin verin. Sonra dilimleri gözlemleyin.
Tuzlu sudaki patates dilimi daha küçük görünür ve daha yumuşak hisseder. Bunun nedeni potato hücrelerinin girdiğinden daha fazla su molekülünün kalmasıdır. Su molekülleri, su moleküllerinin daha az konsantrasyonunun olduğu bölgeye taşındı (patatesi çevreleyen tuzlu su çözeltisi).
Sudaki patates dilimi sadece daha büyük görünür ve daha sert hisseder. Bunun nedeni patateste daha fazla tuz ve diğer çözünmüş kimyasalların (çözünen) bulunmasıdır. Su molekülleri, daha fazla çözünen ve daha az su molekülü konsantrasyonunun olduğu, potato hücrelerine daha yüksek bir su molekülü konsantrasyonunun bulunduğu dış alandan hareket etmiştir.