了解細胞膜的被動運輸之前，讓我們先來看一下擴散作用。

擴散作用是指，在溶液中，溶質(zhì)會由濃度高的地方往濃度低的地方移動（設(shè)為由A區(qū)往B區(qū)移動），最后達成一個動態(tài)平衡；意即由A區(qū)往B區(qū)移動的溶質(zhì)與B區(qū)往A區(qū)的溶質(zhì)分子數(shù)相等，淨(jìng)移動為零的狀態(tài)。

由于細胞膜對于物質(zhì)的進出有選擇性；因此，大分子物質(zhì)（比如雙糖）無法自由進出細胞膜。讓我們模擬一下細胞膜的狀況：一根U型管，底部中央由半滲透膜（只容許水分子通過）隔開，U型管的兩邊分別倒入濃度不等的蔗糖溶液，設(shè)左邊為1M，右邊為0.5M。由于兩邊的濃度不相等，蔗糖分子無法通過半滲透膜，唯一能夠通過半滲透膜的只有水分子；因此，在半滲透膜的兩邊就會形成水勢壓（Osmosis），右邊濃度較低處，水分子數(shù)目較多，會往左邊濃度較高處移動，直到兩邊的濃度相等；水分子的淨(jìng)移動才會達到零。

對于一個細胞來說，情況也是類似的。以動物細胞為例，一個動物細胞若被放在等張溶液（Isotonic solution）中，細胞膜內(nèi)外進出的水分子數(shù)目相等，細胞可以維持他的形態(tài)。但是動物細胞若被放在低張溶液（Hypotonic solution）中，溶液中的水分子將會持續(xù)進入細胞內(nèi)直到細胞膜兩邊的溶液濃度相等；通常這種情況下所造成的結(jié)果是，動物細胞因為大量水分子的進入而膨脹，甚至破裂，因此低張溶液對動物細胞是不利的。若動物細胞被置放在高張溶液（Hypertonic solution）中，由于細胞膜外側(cè)的溶質(zhì)濃度較細胞內(nèi)為高，細胞會流失水分，細胞因此會萎縮變形；這種情況對于細胞也是不利的。

不同于動物細胞。植物細胞具有細胞壁。因此若將植物細胞放在低張溶液之中，雖然外界的水分會進入細胞造成細胞膨脹，但是當(dāng)細胞膜緊貼細胞壁時，細胞壁的堅韌提供了反作用力使細胞不會再繼續(xù)膨脹，對于草本植物來說，飽滿的細胞能夠支持植物莖的挺直和葉的伸展。植物細胞若被置放在高張溶液中，細胞會流失水分，這時候就會觀察到植物細胞萎縮，細胞膜與細胞分離，這個現(xiàn)象叫做原生質(zhì)分離（Plasmolysis）。缺乏木質(zhì)部的草本植物，碰到這種情況葉子會萎縮，莖也無法挺直。

細胞壁的原生生物在水中，經(jīng)常就會遇上低張溶液所造成的問題。由于周遭的水溶液濃度遠比細胞內(nèi)低，水分會不斷進入細胞中；若不解決這個問題，細胞就有漲破的危險。為了解決這個問題，原生生物體內(nèi)有伸縮泡（Contractile vacuole）。以草履蟲（Paramecium）為例，草履蟲細胞內(nèi)的伸縮泡將多馀的水分儲存在其中，等到伸縮泡膨脹到極限，便將多馀的水分排出體外。藉由伸縮泡，草履蟲得以維持細胞內(nèi)水分的衡定。