这时它的扩散系数为负值。根据热力学理论，扩散系数：

式中为一个扩散原子在单位扩散驱动力作用下的速度；为玻耳兹曼常数；为绝对温度；为该扩散物质在固溶体中的活度系数。均为正值，故时，有：

，

R.贝克（Becker）导出的表达式为：

式中为摩尔固溶体自由能随扩散物质浓度的变率。

逆扩散的物理意义是：在两种原子组成的扩散系统中，原子（假设是扩散原子）的晶格能量可以粗略地分为键和键两种结合能，除理想固溶体外，一般来说这两种能量不相等。由于逆扩散均匀固溶体分解成两个相，一个富原子，另一个富原子，结果熵值下降，同时由于键的结合力低于和键的结合力。这样，晶格能量亦必须随之降低，并且大于熵项降低的数值，才能使整个扩散系统的自由能下降，这是产生逆扩散的条件。