Sygdomsdiffusion sker, når en sygdom overføres til et nyt sted. Det indebærer, at en sygdom spredes, eller strømmer ud, fra en central kilde. Ideen om at vise spredningen af en sygdom ved hjælp af et spredningsmønster er relativt moderne sammenlignet med tidligere metoder til kortlægning af sygdomme, som stadig anvendes i dag. Ifølge Rytokonen er målene med sygdomskortlægning følgende: 1) at beskrive den rumlige variation i sygdomsforekomsten for at formulere en ætiologisk hypotese, 2) at identificere områder med høj risiko for at øge forebyggelsen og 3) at tilvejebringe et kort over sygdomsrisikoen for en region med henblik på bedre risikoforberedelse.
Torsten Hägerstrands tidlige arbejde om “bølger af innovation” er det grundlag, som mange medicinske kartografer og geografer bruger til at kortlægge den rumlige spredning (1968). Sygdomsspredning kan beskrives i fire mønstre: ekspansionsdiffusion, smitsom spredning, hierarkisk spredning og relokaliseringsdiffusion. Cromley og McLafferty nævner også netværksdiffusion og blandet diffusion.
Diffusionen af smitsomme sygdomme har tendens til at foregå som en “bølge”, der spredes fra en central kilde. Pyle nævner barrierer, der udgør en modstand mod en bølge af spredning, som omfatter, men ikke er begrænset til: fysiografiske træk (dvs. bjerge, vandområder), politiske grænser, sproglige barrierer, og med sygdomme kan en barriere være forskellige kontrolprogrammer. Sygdomsspredning kan identificeres som en normalfordeling over tid og oversættes til en S-formet kurve for at vise faserne i sygdomsspredningen. Disse faser er: Infusion (25. percentil), Inflection (50. percentil), Saturation (75. percentil) og aftagende til de øvre grænser.