삼투(Osmosis)는 농도가 서로 다른 두 용액이 반투과성 막을 사이에 두고 있을 때, 용질은 통과하지 못하고 용매인 물 분자가 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는 현상을 말한다. 반투과성 막은 특정한 크기 이하의 입자만을 통과시키는 미세한 구멍을 가지고 있어, 크기가 큰 용질 입자는 차단하고 상대적으로 크기가 작은 용매 입자만을 통과시킨다. 이 현상은 양쪽 용액의 농도가 같아질 때까지 스스로 진행되는 자발적인 과정이다.

삼투 현상에 의해 나타나는 압력을 삼투압이라고 부른다. 농도가 높은 용액 쪽으로 용매가 이동하면 액면의 높이가 높아지는데, 이를 막기 위해 고농도 용액 측에 가해야 하는 압력이 곧 삼투압이다. 1887년 네덜란드의 화학자 반트 호프는 희석 용액에서의 삼투압이 용액의 몰 농도와 절대 온도에 비례한다는 '반트 호프의 법칙'을 정립하였다. 이는 기체 분자의 상태 방정식과 유사한 형태를 띠며, 용질의 종류와 관계없이 용액 속에 녹아 있는 입자의 수에 따라 결정되는 성질을 가진다.

생명체 내부에서 삼투는 세포의 형태를 유지하고 물질을 수송하는 데 결정적인 역할을 한다. 세포 내부의 농도보다 낮은 저장액에 세포를 넣으면 외부의 물이 세포 안으로 유입되어 세포가 팽창한다. 동물 세포는 이 과정에서 막이 견디지 못하고 터지는 용혈 현상이 일어날 수 있으나, 식물 세포는 단단한 세포벽 덕분에 터지지 않고 팽팽한 상태인 팽윤 상태를 유지한다. 반대로 고농도의 고장액에 세포를 두면 내부의 물이 밖으로 빠져나가 세포가 수축하며, 식물 세포의 경우 세포막이 세포벽에서 분리되는 원형질 분리가 일어난다.

실생활에서도 삼투 현상의 원리는 광범위하게 적용된다. 김치를 담글 때 배추를 소금에 절이면 배추 세포 내부의 수분이 농도가 높은 소금물 쪽으로 이동하여 배추의 숨이 죽는다. 또한 설탕이나 소금에 음식을 절여 보관하는 방법은 미생물 세포 내의 수분을 삼투압으로 빼내어 미생물의 증식을 억제함으로써 부패를 방지하는 원리를 이용한 것이다. 식물의 뿌리가 토양 속의 물을 흡수하여 줄기와 잎까지 전달하는 동력 중 하나도 뿌리 세포 내부의 높은 삼투압에 기인한다.

삼투 현상을 역으로 이용한 역삼투(Reverse Osmosis) 기술은 현대 산업에서 매우 중요하게 다루어진다. 삼투압보다 높은 압력을 고농도 용액에 가하면 용매가 농도가 낮은 쪽으로 거꾸로 이동하게 된다. 이 원리를 이용하면 바닷물에서 염분을 제거하여 식수로 만드는 해수 담수화가 가능하며, 정수기 필터를 통해 오염 물질을 걸러내고 순수한 물을 얻는 데에도 핵심적인 기술로 활용된다. 이처럼 삼투는 물리화학적 기본 원리인 동시에 생명 유지와 인류 기술 발전에 필수적인 현상이다.