分子の不規則運動によって起こる輸送（分子拡散）のアナロジーとして乱流拡散を考え，勾配形輸送を適用すると輸送フラックス $\overline{C'\boldsymbol{v}'}$ は次式で表わされる。 $$ \overline{C'\boldsymbol{v}'} = -\varepsilon \nabla \overline{C} \tag{1} $$ 　ここで，$\overline{C}$ は時間平均濃度，$C'$ は変動濃度，$\boldsymbol{v}'$ は変動速度ベクトル，$\varepsilon$ は乱流拡散係数，$\nabla$ はナブラオペレーター，上線は時間平均値を表わす。
　$\varepsilon$ は拡散テンソル $\varepsilon_{ij}$ として，より厳密に取り扱う場合もあるが，通常は $\varepsilon$ として定数か，位置の関数として表示する。乱流拡散係数の定義式は分子拡散と同様に次式のようになる。 $$ \varepsilon = \frac{1}{2} \frac{\mathrm{d} \overline{y^{2}}}{\mathrm{d}t} \tag{2} $$ 　移動距離の２乗平均値 $\overline{y^{2}}$ はラグラジアン値として求まる。均質乱流では次式となる。 $$ \overline{y^{2}} = 2\,\overline{v'^{2}} \int_{0}^{t}(t-\tau)R_{\mathrm{L}}(\tau)\mathrm{d}\tau \tag{3} $$ 　上式中の $t$ は時間，$R_{\mathrm{L}}(\tau)$ はラグラジアン相関係数で，$\tau$ は遅れ時間である。

→　 乱流拡散， 乱流拡散方程式