Ląstelių membranų gebėjimas būti selektyviai pralaidioms lemia specializuotą difuzijos tipą, vadinamą osmosu. Osmosinė koncentracija yra susijusi su vandens tūriu, esančiu tirpale, kai jis juda pro membraną, kuri yra selektyvi, kas pro ją patenka. Nors vanduo gali netrukdomai judėti bet kuria kryptimi, judėjimas pirmiausia vyksta iš ten, kur vandens molekulės yra labiau koncentruotos, į ten, kur jos yra mažiau koncentruotos. Teigiama, kad šis tam tikrų molekulių koncentracijos skirtumas viename regione, palyginti su kitu, sukuria koncentracijos gradientą. Ištirpusios medžiagos, kurios yra tirpale esančios molekulės, paprastai nejuda pro selektyvias ląstelių membranas.
Kadangi difuzija gali greitai įvykti per trumpą atstumą, difuzijos greitį ir osmosinę koncentraciją paprastai lemia dalelių judėjimas. Tai, kaip greitai ar lėtai juda šios dalelės, priklauso nuo jų formos ir dydžio, elektros krūvių ir temperatūros. Didėjant temperatūrai, difuzijos greitis taip pat didėja dėl padidėjusio dalelių judėjimo greičio. Sumaišytos skirtingų medžiagų dalelės išsisklaidys atskirai. Kai dalelės nepridedamos arba nepaimamos, pasiekiama stabilumo būsena, o tai reiškia, kad dalelės pasiskirsto tolygiai abiejuose regionuose.
Membranos pralaidumo laipsnis priklauso nuo medžiagos dydžio, jos elektros krūvio ir membranos sandaros. Laikoma, kad membrana pralaidi medžiagai, jei ji praleidžia, ir nepralaidi, kai nepraleidžia. Selektyviai pralaidžios membranos leidžia tam tikroms medžiagoms lengvai prasiskverbti pro jas, bet ne kitoms, todėl ląstelių membranos yra pralaidžios mažoms molekulėms, taip pat riebaluose tirpioms molekulėms. Vandens molekulės yra išimtis, nes jos gali greitai pereiti per skystą dvisluoksnį sluoksnį.
Atsižvelgiant į išorinę aplinką ir ląstelės poreikius, plazminės membranos gali neleisti tam tikrai medžiagai praeiti tam tikru metu ir leisti jai praeiti kitu metu. Ląstelių tūrio ir jonų pasiskirstymo pokyčiai gali turėti įtakos osmosinei koncentracijai. Reguliuodamas osmosinę koncentraciją, ląstelė kontroliuoja savo tūrį ir vidinę aplinką, kuri gali labai skirtis išorėje.
Tirpalo osmosinis slėgis reiškia vandens tendenciją osmoso būdu patekti į tą tirpalą. Tirpalų, kuriuose yra didelė tirpių medžiagų koncentracija, osmosinė koncentracija bus maža, o osmosinis slėgis – didesnis. Žvelgiant į kitą pusę, tirpalas su maža tirpių medžiagų koncentracija turės didelę vandens koncentraciją ir žemą osmosinį slėgį.