אוסמוזה הוא התהליך בו ממסמולקולות לעבור דרך קרום חצי-למחצה מ לדלל לתמיסה מרוכזת יותר פיתרון (שהופך מדולל יותר). ברוב המקרים הממס הוא מים. עם זאת, הממס עשוי להיות נוזל אחר או אפילו גז. ניתן ליצור אוסמוזה תעבוד.
תופעת האוסמוזה הייתה לראשונה מסמכים בשנת 1748 על ידי ז'אן אנטואן נולט. את המונח "אוסמוזה" טבע הרופא הצרפתי רנה יואכים אנרי דוטרוצ'ט, שנגזר אותו מהמונחים "אנדוסמוזה" ו"אקסוסמוזה ".
אוסמוזה פועלת להשוואת הריכוז משני צידי הממברנה. מכיוון שחלקיקי המומסים אינם מסוגלים לחצות את הממברנה, המים שלהם (או ממס אחר) שצריך לנוע. ככל שהמערכת מתקרבת לשיווי משקל, היא הופכת ליציבה יותר, כך שאוסמוזה חיובית תרמודינמית.
דוגמה טובה לאוסמוזה נראית כשמכניסים כדוריות דם אדומות למים מתוקים. קרום התא של כדוריות הדם האדומות הוא ממברנה הניתנת למחצה. ריכוז היונים ומולקולות המומס האחרות גבוה יותר בתא מאשר מחוצה לו, ולכן מים עוברים לתא באמצעות אוסמוזה. זה גורם לתאים להתנפח. מכיוון שהריכוז אינו יכול להגיע לשיווי משקל, כמות המים שיכולה לנוע לתא מתמתנת על ידי לחץ קרום התא הפועל על תוכן התא. לעיתים קרובות, התא תופס יותר מים ממה שהממברנה יכולה לקיים, וגורם לתא להתפרץ.