In der Natur ist Osmose weitverbreitet. Triebkraft ist der Konzentrationsunterschied von gelösten Substanzen im Zellinnern und der Umgebung einer Zelle. Damit Osmose stattfinden kann, muß die die Zelle umhüllende Membran für Wassermoleküle durchlässig sein, gelöste Substanzen jedoch weitgehend oder vollständig zurückhalten. Durch diese halbdurchlässige (semipermeable) Membran tritt solange Wasser in eine Zelle ein, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist. In bestimmten Fällen können die Zellen sogar platzen. Das geschieht zum Beispiel, wenn man Blut stark mit Wasser verdünnt. Die Zellwand der roten Blutkörperchen ist irgendwann dem Druck in der Zelle nicht mehr gewachsen. Um eine durch Osmose verursachten Zunahme ihres Volumens zu begrenzen, haben die Zellen mehrere Möglichkeiten entwickelt. Tierische Zellen lösen das Problem beispielsweise, indem sie Ionen nach außen pumpen und dadurch das Konzentrationsgefälle angleichen. Pflanzenzellen hingegen können durch ihre feste Zellwand einen Gegendruck erzeugen. Es herrscht dann ein dynamischer Gleichgewichtszustand.