Dyfuzja Knudsena – forma dyfuzyjnego transportu gazu zachodząca w tak małych naczyniach lub w warunkach tak niskiego ciśnienia, że średnia droga swobodna dyfundujących cząstek ograniczona jest poprzez zderzenia ze ściankami naczynia, a nie przez zderzenia z innymi cząstkami. Jednym z głównych obszarów występowania dyfuzji Knudsena jest transport w substancjach mikroporowatych.
Ponieważ w warunkach dyfuzji (lub przepływu) Knudsena średnia droga swobodna cząstek gazu jest porównywalna z rozmiarami naczynia, do opisu tego zjawiska nie można stosować formalizmu opartego na ciągłych parametrach uśrednionych w czasie i przestrzeni (m.in. ciśnienie, gęstość, prędkość, temperatura) spełniających pewien układ równań różniczkowych cząstkowych. W szczególności przepływu Knudsena nie można opisywać równaniami Naviera-Stokesa.