Browni liikumine on nähtus, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate mikroskoopiliste osakeste (nn Browni osakeste) pidevat korrapäratut liikumist.
Browni liikumise avastas šoti botaanik Robert Brown1827. aastal, kui ta vaatles mikroskoobigaõietolmu osakeste ebakorrapäraselt toimuvat liikumist vedelikus.
Browni liikumist on võimalik seletada molekulaarkineetilise teooria põhjal. Korrapäratult, soojusliikumise tõttu liikuvad vedeliku või gaasimolekulid põrkavad kokku tahkete mikroskoopiliste osakestega ning muudavad nende kiirust ja suunda. Iga osake saab molekulidelt eri suundadest järjest lööke ja vastavalt muutub temale üleantav impulss pidevalt. Mida väiksemad on osakese mass ja mõõtmed, seda märgatavam on liikumine. Browni liikumise intensiivsus kasvab ka temperatuuri tõustes.
Esimesena seletas Browni liikumise põhjust teadlane Albert Einstein oma 1905. aastal ilmunud teadusartiklis.
Difusiooni protsess tugineb pideva Browni liikumise olemasolule.