Osmoottinen paine on tilavuusvoima, joka vastustaa osmoosin luonnollista prosessia. Siihen viitataan useimmiten ihmisen biologiassa, jossa elävä solu sisältää väkevää liuosta vettä ja tiettyjä muita alkuaineita, jotka se erottaa ulkopuolisista liuoksista puoliläpäisevällä kalvolla. Luonnollisella osmoosiprosessilla on taipumus tasapainottaa liuenneiden aineiden pitoisuuksia liuoksessa johtamalla liuos tällaisten kalvojen läpi, ja osmoottinen paine on sen paineen määrä, jonka elävä solu tekee vastustaakseen tätä voimaa. Tällainen paine suojaa solun sisäosia laimentumiselta ja haitallisilta liuoksilta, jotka voivat ylittää kalvon ja häiritä normaalia solutoimintaa tai mitoosia.
Kuten monet luonnonvoimat, osmoosi on voima, joka ajaa ratkaisuja kohti tasapainoa. Kun ohut kalvo ympäröi liuos sisältää korkeamman kemikaalin, kuten suolan tai sokerin, pitoisuuden kuin sama kalvon ulkopuolella oleva liuos, tasapainovoimat ohjaavat koko liuoksen kohti kemikaalien tasaista pitoisuutta. Tämä luonnollinen prosessi on erityisen tärkeä maapallon elämänmuodoissa olevan veden suhteen, sillä sillä on potentiaalinen energia, joka saa sen laimentamaan väkeviä liuoksia eri voimien, kuten osmoosin ja painovoiman, avulla. Tätä ehtoa kutsutaan vesipotentiaaliksi, ja veden kyky käyttää tätä voimaa kasvaa veden tilavuuden ja syvyyden myötä, mikä on osmoottisen hydrostaattisen paineen muoto.
Vaikka vesipotentiaali on tasausvoima eri ratkaisuille, tämän voiman vastakohta tunnetaan osmoottisena potentiaalina, joka on sen potentiaalienergian arvo, jonka osmoottisen paineen on vastustettava tasapainotilaa. Osmoottisen paineen todellisen arvon määrittämiseen tarvittavat laskelmat laati ensin Jacobus Hoff, Nobelin palkittu hollantilainen kemisti 19-luvun lopulta 20-luvun alkuun. Hänen ajatuksiaan myöhemmin tarkensi Harmon Morse, yhdysvaltalainen kemisti samalta ajalta.
Koska osmoottisen paineen prosessi voidaan ottaa huomioon myös puoliläpäisevän kalvon erottamissa kaasuissa, se noudattaa samoja fyysisiä sääntöjä kuin ideaalikaasulaki. Osmoottinen paineyhtälö voidaan siis ilmoittaa muodossa P = nRT/V, jossa “P” on osmoottinen paine ja “n” on liuenneen aineen määrä tai molekyylimäärä moolien määrässä “V” – ratkaisu. “T” edustaa liuoksen keskilämpötilaa ja “R” on kaasuvakioarvo 8.314 joulea Kelvin -astetta kohti.
Vaikka osmoottinen paine on tärkeä solubiologiassa eläimille, koska se suojaa solua ei -toivottujen kemiallisten aineiden tai ulkoisen liuoksen tunkeutumiselta, se palvelee perustavanlaatuisempaa tarkoitusta kasveissa. Vastustamalla vesipotentiaalin voimaa, kasvisolut käyttävät osmoottista painetta saadakseen aikaan sameuden tai jäykkyyden kasvisoluihin. Yhdistämällä tämä voima useiden kasvisolujen kesken, se antaa kasville mahdollisuuden tuottaa varret, jotka seisovat pystyssä ja jotka voivat vastustaa ilmavoimien, kuten tuulen ja sateen, aiheuttamia vaurioita. Siksi kasveilla on taipumus kuivua ja kaatua veden puuttuessa, koska soluseinämillä ei ole riittävästi osmoottista hydrostaattista painetta kestämään painovoimia ja sääolosuhteita.