Фактори, що впливають на швидкість дифузії, Об'єднані в законі Фіка. Він говорить, що швидкість дифузії пропорційна наступного виразу:

Отже, які молекули можуть проходити через мембрани за рахунок дифузії? Швидко дифундують через мембрани такі гази, як кисень і діоксид вуглецю. Молекули води, хоча і сильно поляризовані, досить малі для того, щоб без перешкод прослизнути між гідрофобними молекулами фосфоліпідів.

Разом з тим іони і більші полярні молекули гідрофобними ділянками мембрани відштовхуються, а тому дифундують через мембрану вкрай повільно. Для їх надходження в клітину потрібні інші механізми.

Деякі іони і полярні молекули проникають у клітину за допомогою особливих транспортних білків. Це білки-канали і білки-переносники. Заповнені водою гідрофільні канали, або пори, цих білків мають строго певну форму, що відповідає тому чи іншому іону або молекулі. Іноді канал проходить не всередині однієї білкової молекули, а між кількома сусідніми молекулами.

Дифузія по каналах йде в обох напрямках. Таку дифузію - за допомогою транспортних білків - називають полегшеною дифузією. Транспортні білки, по яких проходять іони, називаються іонними каналами. Зазвичай іонні канали забезпечені «воротами», тобто можуть відкриватися і закриватися. Іонні канали, здатні відкриватися і закриватися, грають важливу роль при проведенні нервових імпульсів.

У білків-каналів форма фіксована. Було показано, що хвороба, відома як цістозний фіброз, є результат дефекту в білку, який служить каналом для хлорид-іонів. У білків-переносників форма, навпаки, зазнає швидкі зміни, до 100 циклів в секунду. Вони існують у двох станах, і механізм їх дії нагадує гру в «пінг-понг».

На малюнку показано, як функціонує цей механізм. Зв'язують ділянки білка-переносника в одному стані («пінг») звернені назовні, а в іншому («понг») всередину клітини. Чим вище концентрація розчинених молекул або іонів, тим більше шансів на те, що вони виявляться пов'язаними. Якщо концентрація розчиненого речовини зовні вище, ніж у клітці, як у прикладі з глюкозою на малюнку, то реальний потік цієї речовини буде спрямований усередину, і воно буде надходити в клітину.

Саме так глюкоза проникає в еритроцити. Переміщення такого роду має всі характерні ознаки дифузії, Хоча воно і полегшується участю білка. Ще одним прикладом полегшеної дифузії може служити переміщення хлорид-і гідрокарбонат-іонів між еритроцитами і плазмою крові при так званому хлоридном зсуві. Це один з механізмів, що забезпечують часткову і виборчу проникність мембран.