Khuếch tán đơn giản là sự di chuyển của các phân tử từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp mà không cần năng lượng đầu vào. Nó là quá trình thụ động. Các phân tử di chuyển ngẫu nhiên. Kết quả cuối cùng là sự dịch chuyển từ vùng đông đúc đến vùng vắng vẻ. Cuối cùng, nồng độ sẽ cân bằng. Đó chính là trạng thái cân bằng.

Oxy đi vào tế bào bằng khuếch tán đơn giản. Carbon dioxide rời khỏi tế bào. Các phân tử nhỏ, không phân cực dễ dàng đi qua lớp màng lipid. Nước đi qua chậm hơn, mặc dù các kênh aquaporin giúp tăng tốc độ. Các phân tử lớn hoặc mang điện tích không thể đi qua bằng khuếch tán đơn giản. Chúng cần các kênh hoặc chất vận chuyển.

Đặc tính khuếch tán đơn giản

• Thụ động: không cần ATP.
• Theo chiều giảm nồng độ.
• Tốc độ tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nồng độ.
• Tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ và kích thước phân tử.
• Không bão hòa: không có chất vận chuyển nào tham gia.

Định luật Fick mô tả tốc độ khuếch tán. Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch nồng độ, diện tích bề mặt và tính thấm của màng. Độ chênh lệch càng lớn thì tốc độ khuếch tán càng nhanh. Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ khuếch tán càng nhiều. Màng càng dày thì tốc độ khuếch tán càng ít. Phổi tối đa hóa diện tích bề mặt để khuếch tán oxy. Thận tối đa hóa diện tích bề mặt để lọc. Nguyên tắc là như nhau. Khuếch tán diễn ra chậm trên quãng đường dài. Một phân tử chỉ mất một phần nhỏ của giây để đi qua màng tế bào. Nhưng để khuếch tán khắp một căn phòng thì mất hàng giờ. Đó là lý do tại sao các sinh vật sử dụng tuần hoàn và đối lưu để vận chuyển các chất trên quãng đường dài. Khuếch tán đơn giản là nền tảng của sự vận chuyển. Nó thụ động, ngẫu nhiên và không ngừng nghỉ. Nó không bao giờ dừng lại cho đến khi đạt trạng thái cân bằng.