Osmoosi on prosessi, jossa neste kulkee puoliläpäisevän kalvon läpi ja siirtyy alueelta, jossa liuenneita aineita, kuten suolaa, on pieninä pitoisuuksina alueelle, jossa liuenneita aineita on suuria pitoisuuksia. Osmoosin lopputulos, ilman ulkoisia tekijöitä, on yhtä suuri määrä nestettä esteen kummallakin puolella, mikä luo tilan, joka tunnetaan nimellä “isotoninen”. Osmoosin esittelyissä yleisimmin käytetty neste on vesi, ja monenlaisia nesteliuoksia sisältävä osmoosi on avain kaikille maapallon eläville organismeille ihmisistä kasveihin.
Osmoosiin liittyy joitakin keskeisiä termejä, jotka voivat olla hyödyllisiä tietää, kun ajatellaan, miten osmoosi toimii. Kalvon läpi kulkeva neste tunnetaan liuottimena, kun taas nesteeseen liuennut aine on liuennutta ainetta. Yhdessä liuotin ja liuennut liuotin muodostavat liuoksen. Kun liuoksessa on alhainen liuenneen aineen pitoisuus, sen katsotaan olevan hypotoninen, kun taas liuoksia, joilla on suuria liuenneita aineita, kutsutaan hypertonisiksi.
Klassisessa esimerkissä osmoosista kasvit käyttävät osmoosia veden ja ravinteiden imeyttämiseen maaperästä. Kasvien juurien liuos on hypertoninen, joka imee vettä ympäröivästä hypotonisesta maaperästä. Juuret on suunniteltu selektiivisesti läpäiseviksi kalvoiksi, jotka sisältävät vettä ja hyödyllisiä liuenneita aineita, kuten mineraaleja, joita kasvi tarvitsee selviytymiseen. Osmoosilla on myös kriittinen rooli kasvi- ja eläinsoluissa, nesteet virtaavat sisään ja ulos soluseinästä ravinteiden tuomiseksi sisään ja jätteen kuljettamiseksi.
Neste kulkee sekä sisään että ulos puoliläpäisevästä kalvosta osmoosissa, mutta yleensä verkkovirtaus on suuntaan tai toiseen, riippuen siitä, kumman kalvon puolella on suurempi liuenneiden aineiden pitoisuus. Osmoosiprosessia on mahdollista muuttaa luomalla painetta hypertoniseen liuokseen. Kun paine muuttuu niin voimakkaaksi, että hypotonisen liuoksen liuotin ei pääse kalvon läpi, sitä kutsutaan osmoottiseksi paineeksi ja se estää isotonisen tilan saavuttamisen.
Osmoosin taustalla olevat periaatteet ovat avain monenlaisten käsitteiden ymmärtämiseen. Esimerkiksi joskus kuolemaan johtava sairaus, joka tunnetaan nimellä vesimyrkytys, ilmenee, kun ihmiset juovat suuren määrän vettä hyvin nopeasti, mikä aiheuttaa veden laimentumista, joka virtaa vapaasti kehon läpi. Tämä laimennettu liuos pystyy työntymään solukalvojen läpi osmoosin ansiosta, ja se voi aiheuttaa solujen räjähtämisen laajentuessaan sopeutumaan veteen. Päinvastoin, kun ihmiset kuivuvat, solut kutistuvat ja kuolevat, kun kehon vapaasti virtaava vesi keskittyy voimakkaasti liuenneisiin aineisiin, jolloin vesi virtaa ulos soluista yrittäen saavuttaa isotonisen tilan.