Fick의 제 1법칙에서 비례계수를 말한다. 물질계가 비평형 상태에 있을 때 성분이 불안정할 경우 계 내에 입자의 흐름이 일어나며, 계 내의 임의의 면을 통과하는 물질의 양은 농도 구배에 비례한다. 확산이 진행한 시간을 t라고 하면 입자의 확산거리는 에 비례한다. 확산계수는 농도 구배에 의존하지 않으며 농도자신에 의존하는 경우가 많다. 예를 들면, 철 중의 탄소원자는 탄소농도가 큰 경우 확산계수도 큰 것으로 알려져 있다. 외력의 작용이 없을 때, 어느 공간 중 물질량의 시간 변화와 그 공간 표면에서의 농도 기울기에 비례해서 이동하는 물질량에 대등하다. 이 비례상수를 확산계수 D라 한다. 즉

여기서 C는 물질농도, (grad)n는 표면에 수직 방향의 기울기, dV, dS는 부피, 넓이 요소이다. 확산계수의 단위는 스토크 (st), 1st = 10-4 m2s-1 = 1 cm2s-1 가장 단순한 예로서 1종류의 기체 중에서 자기 확산의 확산 계수는 기체 운동량에 의해 D = (1/3)ℓ로 주어진다. 는 분자의 평균속도, ℓ는 평균 자유행정이다. 또, 점도 n의 액체 중에서 반경이 r인 미립자의 확산계수는 기체 운동량과 스톡스의 법칙에 의해 D = RT(6πη rNA)로 주어진다. R은 기체상수, T는 절대 온도, NA는 아보가드로수이다. 식 (1)에 가우스 정리를 이용해 좌변의 면적적분을 체적적분으로 바꿔, 이것들의 관계가 어떤 공간에 있어서도 성립하는 것으로 하면 다음의 확산 방정식이 얻어진다.