Evnen af cellemembraner for at være selektivt permeable resulterer i en specialiseret form for diffusion benævnt osmose. Osmotisk koncentration vedrører den mængde vand, der er indeholdt i opløsning som følge af dens bevægelse forbi en membran, der er selektiv med, hvad får igennem. Selvom vand kan bevæge sig uhindret i begge retninger, bevægelsen er primært fra hvor vandmolekylerne er mere koncentreret på, hvor de er mindre koncentreret. Denne forskel i koncentrationen af visse molekyler i en region i forhold til den anden siges at etablere en koncentrationsgradient. Solut, som er molekyler i opløsning, i almindelighed ikke bevæger ukontrolleret sidste selektive cellemembraner.
Som diffusion hurtigt kan opstå over en kort afstand, er diffusionshastigheden og osmotisk koncentration generelt bestemt af bevægelse af partikler. Hvor hurtigt eller langsomt disse partikler bevæger påvirkes af deres form og størrelse, deres elektriske ladninger, og temperaturen. Med en stigning i temperatur, diffusionshastigheden øger også på grund af den øgede hastighed af partikel bevægelse. Partikler af forskellige stoffer blandet sammen vil diffundere separat. Når partiklerne ikke tilføjes eller taget væk, er en tilstand af stabilitet nået, hvilket betyder, at partiklerne fordeles ligeligt i begge regioner.
Graden af membranpermeabilitet afhænger af størrelsen af stoffet, dets elektriske ladning og sammensætningen af membranen. En membran anses for at være gennemtrængeligt for et stof, hvis det gør det muligt at passere igennem, og uigennemtrængelig, når det ikke tillader passage. Selektivt permeable membraner tillader, at visse stoffer at passere gennem dem let, men ikke andre, såsom at cellemembraner er mest permeable for molekyler, der er små såvel som molekyler, der er fedtopløselige. Vandmolekyler undtagelse til dette, da de hurtigt kan gå gennem en væske bi-lag.
Bestemt ved det eksterne miljø og behov celle, kan plasmamembraner forhindre passage af et bestemt stof på bestemte tidspunkter og tillade det at passere på andre tidspunkter. Ændringer i cellulær mængde og fordeling af ioner kan påvirke osmotisk koncentration. Ved regulering af osmotisk koncentration, styrer en celle volumen og dets indre miljø, som kan være væsentligt anderledes på ydersiden af den.
Det osmotiske tryk af en opløsning refererer til tendensen af vand til at bevæge sig i denne opløsning ved osmose. Løsninger, der har høje koncentrationer af opløst stof vil have lave osmotiske koncentrationer samt højere osmotiske tryk. Går i den anden retning, vil en opløsning med en lav koncentration af opløst stof har en høj koncentration af vand samt et lavt osmotisk tryk.
- Osmotisk koncentration refererer til flytning af vandmolekyler på tværs af en selektivt permeabel membran.