Die Diffusion ist eine der drei Mechanismen, durch welche Ionen transportiert werden und beschreibt den Teilchentransport durch Konzentrationsausgleich. Teilchen wandern unbeeinflusst aus Bereichen höherer Konzentration in die Bereiche niedrigerer Konzentration.
An der Phasengrenze Kathode / Elektrolyt bildet sich aufgrund der Verarmung an Metallionen im Kathodenfilm die Nernst´sche Diffusionsschicht aus. In diesem Bereich ist ein Stofftransport nur durch Diffusion möglich. Die Diffusionsgeschwindigkeit lässt sich durch eine Erhöhung der Ionenbeweglichkeit (z. B. Temperatur erhöhen) beschleunigen.