Diffusion ist der thermisch aktivierte Transport von Teilchen infolge von Konzentrations- oder chemischen Potentialgradienten. In Festkörpern erfolgt sie über Leerstellen- oder Zwischengittermechanismen und bestimmt Legierungsbildung, Phasenumwandlungen, Kriechverhalten, Oxidation und Sinterung. Die Diffusionskoeffizienten folgen häufig Arrhenius-Gesetzen und können richtungsabhängig (anisotrop) sein. In der Werkstoffwissenschaft wird Diffusion mit Fickschen Gesetzen, Tracerexperimenten und atomistischen Simulationen beschrieben.