Difusiooniks nimetatakse ainete iseeneslikku segunemist nende koostisosakeste soojusliikumise tagajärjel.

Difusioon esineb nii gaasilistes ainetes – ühes toanurgas pihustatud lõhnaaine täidab peagi terve ruumi, vedelikes – vedelikku tilgutatud värv „lahustub“ ning täidab mõne aja möödudes ühtlaselt terve anuma kui ka tahkiste korral. Kui asetada kaks peegelsiledaks lihvitud metallipinda tihedasti kokku, siis pika aja möödudes „kasvavad“ need metallitükid kokku – ühe osakesed tungivad teise vahele.

Gaasides, kus soojusliikumine on kõige intensiivsem, toimub difusioon kõige kiiremini, samas kui tahkistes on see kõige aeglasem – kirjeldatud metallide kokku „kleepumine“ võib võtta aega aastaid.