Levende organismen bestaan voor ongeveer 60% tot 95% uit water. Het handhaven van de juiste waterbalans in cellen is daarom ook erg belangrijk. Osmose is de beweging van water over een semipermeabel membraan, zoals het plasmamembraan van een cel. In levende organismen speelt water een cruciale rol als oplosmiddel – moleculen waarin andere moleculen opgelost kunnen worden.
Zowel diffusie als osmose zijn vormen van passief transport – cellulair transport waarvoor geen extra energie nodig is. Diffusie is het transport van een stof die opgelost is in een vloeistof (oplosmiddel) van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. Diffusie kan ook plaatsvinden over een membraan als het membraan permeabel is voor die opgeloste stof. Een membraan dat de doorgang van een specifieke opgeloste stof belemmert, is een semipermeabel membraan. Terwijl het semipermeabele membraan de stroom van de opgeloste stof stopt, kan het oplosmiddel vrij bewegen – een proces dat osmose wordt genoemd.
Osmose treedt op wanneer er aan de ene kant van het semipermeabele membraan meer opgeloste stof zit dan aan de andere kant. De verhouding tussen water en opgeloste stof wordt osmolariteit genoemd. Tijdens osmose stroomt water van de zijde met lage osmolariteit (meer water ten opzichte van opgeloste stof) naar de zijde met hoge osmolariteit (minder water ten opzichte van opgeloste stof) totdat de osmolariteit aan beide zijden ongeveer gelijk is. In een cel die is omgeven door een semipermeabel membraan, stroomt er bijvoorbeeld water naar binnen als er een hogere concentratie opgeloste stof in de cel aanwezig is dan aan de buitenkant.
Het osmotische evenwicht wordt verstoord zodra cellen uitzetten of krimpen. De onderliggende mechanismen van osmotische onbalans en het voorkomen van gevaarlijke resultaten worden verder besproken in de volgende paragrafen.
