Mișcarea browniană este un fenomen prin care particulele mici suspendate într-un lichid tind să se deplaseze pe căi pseudo-aleatoare sau stocastice prin lichid, chiar dacă lichidul în cauză este calm. Este rezultatul asimetriei impactului cinetic al moleculelor care formează lichidul. Faza lichidă, prin definiție, trebuie să aibă o anumită temperatură, ceea ce înseamnă că moleculele sau atomii săi trebuie să fie excitați termic, lovind unul de celălalt și obiectele suspendate în interiorul lor. Pentru a imagina acest fenomen, o persoană își poate imagina mișcarea mingilor de golf pe o masă plină cu mii de rulmenți care se mișcă în traiectorii rapide.
Expresia mișcare browniană se poate referi și la modele matematice folosite pentru a descrie fenomenul, care au detalii considerabile și sunt folosite ca aproximări ale altor modele de mișcare stocastică. Mișcarea matematică este legată de, dar mai structurată decât, mersul aleator, în care deplasarea unei particule este în întregime randomizată. Fenomenul are proprietatea Markov, un termen din teoria probabilității care înseamnă că starea viitoare a particulei este determinată în întregime de starea ei actuală, nu de nicio stare trecută. Folosit în acest sens, conceptul matematic este ușor diferit, dar foarte asemănător cu mișcarea Browniană fizică.
Omul de știință care a făcut celebră mișcarea browniană este Albert Einstein, care a adus fenomenul în atenția comunității mai mari de fizică publicând o lucrare despre el în 1905, anul său personal mirabilis sau „an minunat”. Fenomenul a fost observat încă din 1765, dar nu a fost descris sau studiat în detaliu până la cercetările botanistului Robert Brown din 1827 și este numit în onoarea lucrării sale. Ca botanist, Brown a observat pentru prima dată efectul în polenul care plutea în apă, unde este vizibil cu ochiul liber. Prin experimente, Brown a stabilit că petele de polen nu se propulsau în mod independent, ci mai degrabă că mișcarea lor era pseudo-aleatorie.
Jean Perrin, un fizician francez care mai târziu a câștigat premiul Nobel, a pornit de la munca lui Einstein. Folosind mișcarea browniană ca dovadă, în 1911 a dovedit o dată pentru totdeauna că materia este formată din atomi și molecule. Deși teoria atomică este creditată inițial lui John Dalton, fizicianul britanic din secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, ea a fost în discuție timp de peste un secol și a fost munca lui Perrin cea care a dus la acceptarea sa universală.