Unter einem Diffusionspotential versteht man die Differenz des elektrischen Potentials, die an der Phasengrenze zwischen zwei unterschiedlichen Elektrolytlösungen infolge der ungleichen Verteilung von Elektrolyten auftritt. Unterschiede der Lösungen können dabei hinsichtlich der chemischen Natur des Elektrolyts bzw. Ions und in der Konzentration eines bestimmten Ions bestehen. Die Phasengrenze kann durch eine Membran oder eine Fritte hergestellt werden oder auch als Grenze zwischen überlagerten Schichten verschiedener Dichte ausgebildet sein.
Diffusionspotentiale treten beispielsweise in Galvanischen Zellen auf, so bei dem Gravity-Daniell-Element, wo sie sich als Differenz der Galvani-Spannungen – von Zink in Zinksulfat (ZnSO4) einerseits und Kupfer in Kupfersulfat (CuSO4) andererseits – der beiden dichtegeschichtet separierten Sulfatlösungen beschreiben lassen.
Diffusionspotentiale treten darüber hinaus aber auch bei allen lebenden Zellen auf, so etwa als Diffusionspotential für Kalium-Ionen (K+), deren ungleiche Verteilung zwischen Zellinnerem und äußerer Umgebung eine Spannungsdifferenz an der Zellmembran aufbaut, die für ihr Membranpotential wesentlich ist.