El movimiento browniano es un fenómeno por el cual pequeñas partículas suspendidas en un líquido tienden a moverse en trayectorias pseudoaleatorias o estocásticas a través del líquido, incluso si el líquido en cuestión está en calma. Es el resultado de la asimetría en los impactos cinéticos de las moléculas que componen el líquido. La fase líquida, por definición, debe tener cierta temperatura, lo que significa que sus moléculas o átomos deben excitarse térmicamente, chocando entre sí y los objetos suspendidos dentro de ellos. Para imaginarse este fenómeno, una persona puede imaginar el movimiento de pelotas de golf sobre una mesa llena de miles de cojinetes de bolas moviéndose en trayectorias rápidas.
La frase movimiento browniano también puede referirse a modelos matemáticos utilizados para describir el fenómeno, que tienen un detalle considerable y se utilizan como aproximaciones de otros patrones de movimiento estocásticos. El movimiento matemático está relacionado, pero más estructurado, que el paseo aleatorio, en el que el desplazamiento de una partícula es completamente aleatorio. El fenómeno tiene la propiedad de Markov, un término de la teoría de la probabilidad que significa que el estado futuro de la partícula está determinado completamente por su estado actual, no por ningún estado pasado. Utilizado en este sentido, el concepto matemático es ligeramente diferente, pero muy similar al movimiento browniano físico.
El científico que hizo famoso el movimiento browniano es Albert Einstein, quien llamó la atención de la comunidad de físicos en general al publicar un artículo sobre él en 1905, su annus mirabilis personal o «año maravilloso». El fenómeno se observó ya en 1765, pero no se describió ni estudió en detalle hasta la investigación del botánico Robert Brown en 1827, y recibe su nombre en honor a su trabajo. Como botánico, Brown observó por primera vez el efecto en el polen que flota en el agua, donde es visible a simple vista. A través de la experimentación, Brown determinó que las motas de polen no se impulsaban a sí mismas de forma independiente, sino que su movimiento era pseudoaleatorio.
Jean Perrin, un físico francés que más tarde ganó el premio Nobel, abandonó el trabajo de Einstein. Utilizando el movimiento browniano como evidencia, en 1911 demostró de una vez por todas que la materia está hecha de átomos y moléculas. Aunque la teoría atómica se atribuye originalmente a John Dalton, el físico británico de los siglos XVIII y XIX, estuvo en disputa durante más de un siglo, y fue el trabajo de Perrin el que resultó en su aceptación universal.