Difüzyon, moleküllerin daha yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden daha düşük konsantrasyonlu bir bölgeye hareketidir. Osmoz, moleküllerin su olduğu ve konsantrasyon gradyanının yarı geçirgen bir zar üzerinde meydana geldiği özel bir difüzyon vakasıdır. Reverse Osmoz Sistemi Yarı geçirgen zar, suyun geçişine izin verir, ancak iyonların (örn., Na +, Ca2 +, Cl-) veya daha büyük moleküllerin (örn., Glikoz, üre, bakteri) geçişine izin vermez.
Difüzyon ve ozmoz termodinamik olarak elverişlidir ve dengeye ulaşılana kadar devam eder. Membran zarın 'konsantre' tarafından yeterli basınç uygulanırsa ozmoz yavaşlatılabilir, durdurulabilir ve hatta tersine çevrilebilir. Ters ozmoz, su daha düşük konsantrasyondan daha yüksek konsantrasyona kadar konsantrasyon gradyanına karşı membran boyunca hareket ettirildiğinde ortaya çıkar. Örneklemek için, bir tarafında tatlı su ve diğer tarafında konsantre sulu bir çözelti içeren yarı geçirgen bir membran düşünün. Normal ozmoz meydana gelirse, tatlı su konsantre çözeltiyi seyreltmek için membrandan geçecektir. Ters ozmozda, su moleküllerini zar boyunca tatlı su tarafına zorlamak için konsantre çözelti ile tarafa basınç uygulanır.