指一小部分能溶于脂质的低分子量物质，透过细胞膜的脂质双层结构从高浓度处向低浓度处移动。一般来说，扩散的速度既决定于膜两侧该物质的浓度梯度，又决定于膜对该物质通过的阻力或难易程度。据目前的研究，体内依靠单纯扩散而透过膜的物质是较少的，比较肯定的只有CO2和O2等气体分子，它们进出细胞膜只决定于该气体在膜两侧的浓度差 (或分压差)，很少受膜的生物学因素的影响或调节。其他一些物质即使是脂溶性的，如固醇类激素，近来认为也需要在膜上有某种特殊蛋白质通道的存在，才能从高浓度扩散到低浓度。