L'osmosi e la diffusione svolgono ruoli essenziali, ma distinti nel corpo umano. La diffusione vede molecole in un'area ad alta concentrazione spostarsi in aree con una concentrazione inferiore, mentre l'osmosi si riferisce al processo mediante il quale l'acqua, o altri solventi, si muove attraverso una membrana semipermeabile, lasciando altri frammenti di materia sulla sua scia. Ad esempio, l'ossigeno si diffonde nei globuli rossi e il sale posto all'esterno di una cellula attira l'acqua della cellula attraverso l'osmosi, disidratandola. Sebbene sembrino simili, hanno diversi meccanismi di azione e scopi nelle molte specie della Terra.
La diffusione segue un gradiente di concentrazione in discesa

I gas e le sostanze disciolte in un liquido diffuso da un'area ad alta concentrazione a una di bassa concentrazione. Ad esempio, se si spruzza profumo nell'aria, le molecole di profumo volatile si diffonderanno nell'aria dal punto di origine concentrato. La diffusione avviene anche con o senza una membrana permeabile in un liquido, come l'acqua. La diffusione di piccole molecole attraverso le membrane delle cellule animali o delle piante segue un gradiente di concentrazione. Ad esempio, se l'ossigeno è più alto all'esterno di una cellula, si diffonderà nella cellula fino a quando le concentrazioni di ossigeno non saranno uguali all'esterno e all'interno della cellula.
L'osmosi segue un gradiente di concentrazione in salita

Durante l'osmosi, l'acqua scorre da una bassa concentrazione di soluto attraverso una membrana semipermeabile ad un'alta concentrazione di soluto. Ad esempio, se si aggiunge acqua a un campione di sangue, costituito da plasma e globuli rossi, l'acqua entrerà nei globuli rossi e li farà gonfiare, perché il plasma sanguigno è diventato meno concentrato rispetto all'interno dei globuli rossi. Tuttavia, se aggiungi zucchero o sale al campione di sangue, l'acqua lascerà i globuli rossi e li farà restringere e increspare.
Entrambi i processi non richiedono energia

La diffusione e l'osmosi sono processi passivi, il che significa non hanno bisogno di energia per accadere. Entrambi sono processi spontanei. La diffusione dipende dal movimento casuale di particelle o molecole. Aumenta con un aumento della temperatura perché il calore aumenta il movimento casuale delle molecole. Nell'osmosi, l'acqua si muove liberamente attraverso una membrana da un'area a bassa concentrazione di soluto, o soluzione ipotonica, a una di alta concentrazione di soluto, o soluzione ipertonica. Quando la concentrazione di soluto è uguale su entrambi i lati della membrana, si dice che la soluzione è "isotonica". L'osmosi non raggiunge l'isotonicità nelle cellule vegetali, perché sono circondate da una copertura rigida, causando l'accumulo di pressione all'interno delle cellule.
Spostamento delle molecole diverse

La diffusione attraverso una membrana dipende dalle dimensioni e dalla carica elettrica di molecole. Le molecole più piccole si diffondono più velocemente delle molecole più grandi. Le molecole cariche non si diffondono attraverso le membrane delle cellule animali o vegetali; hanno bisogno di entrare o uscire dalle cellule con altri meccanismi, perché le membrane cellulari sono costituite da lipidi idrofobici e respingono molecole cariche simili a come l'olio respinge l'aceto. L'osmosi è il flusso di molecole d'acqua e dipende dalla concentrazione delle particelle, non dal tipo di molecola su entrambi i lati della membrana.
L'osmosi richiede una membrana semipermeabile

La diffusione avviene con o senza una membrana tra due aree di diverse concentrazioni di molecole. Tuttavia, l'osmosi si verifica solo attraverso una membrana semipermeabile, una membrana che impedisce a molte particelle o molecole di spostarsi liberamente tra i due lati, consentendo al contempo il passaggio dell'acqua. In natura, l'osmosi è essenziale per molti processi biologici che dipendono dal movimento dell'acqua, come la forma o la pressione delle cellule.