Difusão de água, através de uma membrana permeável ou semipermeável, de um meio hipotónico (menor concentração de soluto) para um meio hipertónico (maior concentração de soluto). Portanto, o movimento osmótico ocorre a favor do gradiente de concentração, ou seja, as moléculas de água deslocam-se de uma área onde as suas moléculas são mais concentradas para uma área onde são menos concentradas. Trata-se de um transporte passivo, não envolvendo gasto de energia.
Para entender este fenómeno - que foi posto em evidência, em 1827, por René Dutrochet - há que analisar o sistema em função do estado da água em cada lado da membrana. O médico francês utilizou um frasco de vidro em que o fundo era tapado por uma bexiga de porco e a boca por uma rolha atravessada por um tubo de pequeno diâmetro, mas comprido. Encheu o frasco com água salgada e mergulhou-o numa tina contendo água destilada. Sendo o vaso, que é atravessado pelo tubo, mantido na vertical, viu que o líquido subia no tubo, o que indicava que a água tinha atravessado a bexiga, contrariando as leis da hidrostática. O fenómeno resultou da passagem da água para o interior do frasco - endosmose - e a passagem da solução para o exterior - exosmose. O aumento de pressão verificado caracteriza a pressão osmótica nas condições de experiência.
De uma forma geral, as células encontram-se num meio isotónico, isto é, a concentração do meio extracelular é idêntica à do meio intracelular, existindo um equilíbrio entre o fluxo de entrada e saída de água. No entanto, a concentração no interior e exterior das células pode ser diferente. O comportamento celular, em função da concentração do meio em que as células se encontram, varia com o tipo de célula - animal ou vegetal - devido principalmente à presença ou ausência de parede celular.
Num meio hipotónico, a água desloca-se para o interior das células, fazendo com que estas aumentem o seu volume e fiquem túrgidas. Nas células animais, ocorre a turgescência, mas também pode ocorrer lise celular. No caso das células vegetais, ocorre a turgescência, com o aumento dos vacúolos e do volume citoplasmático, mas a lise celular é impedida pela presença da parede celular.
Num meio hipertónico, a água desloca-se para o meio extracelular e as células ficam plasmolisadas. No estado de plasmólise, as células animais sofrem retração celular e diminuição do seu volume. Na plasmólise das células vegetais, não há alteração do volume celular, verificando-se a diminuição do tamanho dos vacúolos e retração do citoplasma que fica ligado à parede celular apenas pelos plasmodesmos.