Хімічний потенціал води – величина, похідна від активності. Він виражає максимальну кількість вільної енергії молекули води, яка може бути перетворена на роботу. Хімічний потенціал води в розчинах та в клітині менший, ніж у чистої води. Енергетичний рівень молекул даної речовини, який визначається швидкістю їхньої дифузії назив хімічним потенціалом даної речовини. Якщо мова іде про воду, то використовують інший термін, а саме водний потенціал. Таким чином для пояснення пересування води в живих системах використовують термін водний потенціал – це міра прагнення молекул води рухатися з одного місця в інше. Молекули води, як і інші молекули, завжди переміщуються за градієнтом вільної енергії – від більш високого значення до більш низького у відповідності із законами ентропії. При звичайному атмосферному тиску водний потенціал чистої води дорівнює нулю. Всі ж розчини будуть мати більш низький водний потенціал, а тому величина його буде від*ємною. Так як розчинені речовини зменшують водний потенціал, гіпотонічний розчин має більш високий водний потенціал, ніж гіпертонічний. Під час осмосу молекули води надходять через напівпроникну мембрану в гіпертонічний розчин до тих пір, доки водний потенціал з обох сторін мембрани не стане однаковим.
