Wie in Gasen und Flüssigkeiten können Atome und Moleküle auch in Festkörpern diffusiv umverteilt werden. In Kristallen sind ihre Bewegungsmöglichkeiten jedoch aufgrund des vorhandenen Kristallgitters stark eingeschränkt. Vier mögliche Diffusionsmechanismen sind denkbar:
Die Geschwindigkeit der Gitterdiffusion steht in Abhängigkeit zur Temperatur (positive Korrelation). Sie ist aber um mehrere Größenordnungen geringer als Diffusion in Gasen und Flüssigkeiten.