Sowohl Diffusion als auch Osmose sind Arten des passiven Transports. Dabei handelt es sich um zelluläre Transporte, die keine zusätzliche Energie benötigen. Unter Diffusion versteht man den Transport eines in einer Flüssigkeit (Lösungsmittel) gelösten Stoffes von einem Bereich hoher Konzentration zu einem Bereich niedriger Konzentration. Diffusion kann auch durch eine Membran hindurch erfolgen, wenn die Membran für den gelösten Stoff durchlässig ist. Eine Membran, die den Durchgang eines bestimmten gelösten Stoffes verhindert, ist eine semipermeable Membran. Während die semipermeable Membran den Fluss des gelösten Stoffes stoppt, kann das Lösungsmittel frei diffundieren. Diesen Prozess nennt man Osmose.
Osmose geschieht, wenn sich auf einer Seite der semipermeablen Membran mehr gelöste Stoffe befinden, als auf der anderen Seite. Das Verhältnis von Wasser zu einem gelösten Stoff wird als Osmolarität bezeichnet. Bei der Osmose fließt Wasser von der Seite mit geringer Osmolarität (mehr Wasser im Verhältnis zum gelösten Stoff) zur Seite mit hoher Osmolarität (weniger Wasser im Verhältnis zum gelösten Stoff). Das geschieht so lange, bis die Osmolarität auf beiden Seiten annähernd gleich ist. Zum Beispiel fließt bei einer Zelle, die von einer semipermeablen Membran umgeben ist, Wasser ein, wenn die Konzentration des gelösten Stoffes im Inneren der Zelle höher ist als außerhalb.
Jedes Mal, wenn das osmotische Gleichgewicht gestört ist, dehnen sich Zellen aus oder schrumpfen zusammen. Die zugrunde liegenden Mechanismen des osmotischen Ungleichgewichts sowie die Vermeidung seiner gefährlicher Folgen werden in den folgenden Abschnitten näher erläutert.
