细胞膜有选择性的通透性，只有脂溶性的物质，比如气体分子，脂质小分子等才可以自由扩散的形式通过细胞膜。

分子的自由热运动，趋势是从高浓度到底浓度，最后趋向于浓度均一，这是自由扩散的物理原理。另外，如果细胞膜上有离子通道开放，那么该离子可以在通道开放的情况下从高浓度的一面扩散到低浓度的那面。这种情况和完全的自由扩散还是有区别的。