Die „Penetrationstheorie“ oder „Higbie-Modell“ geht davon aus, dass jedes flüssige Element an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche für kurze Zeit dem Gas ausgesetzt ist. Die Grundannahmen der Theorie sind: (1) Stoffübergang vom Gas in ein flüssiges Element findet unter instationären Bedingungen statt, sobald sie in Kontakt sind; (2) jedes der flüssigen Elemente bleibt für die gleiche Zeitdauer in Kontakt mit dem Gas; und (3) Gleichgewicht besteht an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche. Diese Theorie wurde als Verbesserung gegenüber der Zwei-Film-Theorie angesehen, da der Massentransfer in vielen industriellen Prozessen unter instationären Bedingungen stattfindet. Die Penetrationstheorie drückt den flüssigkeitsseitigen Stoffübergangskoeffizienten in Form der Kontaktzeit (tc) und der molekularen Diffusivität des Gases in der Flüssigkeit aus.