Difüzyon (Alm. Verbreitung, Sendung, Fr. Diffusion, İng. Diffusion), molekül, atom ve iyonların üniform (her yerde aynı) bir konsantrasyon (derişim) meydana getirmek üzere dağılmaları (yayılmaları) olayı. Gaz molekülleri, aralarındaki çekim kuvvetlerinden kurtulmuş olduklarından kolaylıkla ve hızla difüze olurlar (yayılırlar). Sıvılarda ise, moleküller birbirleri üzerinde serbestçe kayıp yuvarlanabilirler. Fakat aralarındaki çekim kuvvetleri onları birbirine yakın tutar ve difüzyonları orta hızda sayılır. Katılarda moleküller, katı bir yapı içinde büyük ölçüde titreşim hareketi yaparlar ve moleküllerin ferdî difüzyonları oldukça yavaştır.

Moleküllerin hareket ya da kinetik enerjileri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık yükseldikçe hareket artar. Dolayısıyla sıcaklık yükseldikçe difüzyon hızı artar.

Konsantrasyonu yüksek olan bölgeden az olan bölgeye doğru difüzyon her yönde aynıdır. Bir bardak suya bir kaşık şeker konduğunda şeker, bardağın her yerinde aynı tatlılık (derişim, konsantrasyon) olacak şekilde yavaşça dağılır. Aynı işlem sıcak suda yapılsa netîce çok daha çabuk gerçekleşir.
Graham difüzyon kânunu

Aynı sıcaklık ve basınç altında çeşitli gazların difüzyon hızları bunların molekül tartılarının (veya yoğunluklarının) karekökü ile ters orantılıdır.

Gaz difüzyonunun önemli bir uygulaması, izotopların birbirinden ayrılmalarıdır. İzotopların kimyâsal özellikleri hemen hemen aynıdır. Fakat kütleleri ve tabiatıyla difüzyon hızları farklıdır. Örneğin parçalanabilen uranyum, uranyum tuzları karışımından bu metotla ayrılır. Karbon atomlarının çeliğe difüzyonundan yararlanarak yüzeyi sert yâni aşınmaya mukavim fakat içi yumuşak darbeye dayanıklı makine parçaları yapılır.

Kimyâsal reaksiyonlarda bilhassa katı hal reaksiyonlarında difüzyon hızının önemi büyüktür. Bireysel moleküllerin hareketleri demek olan difüzyon olayı ile, yerçekimi sebebiyle meydana gelen konveksiyon ya da kütle taşınımı arasındaki farkı burada belirtmek gerekir.