„Teoria penetracji” lub „model Higbiego” zakłada, że każdy ciekły pierwiastek na granicy gaz-ciecz jest wystawiony na działanie gazu przez krótki czas. Podstawowe założenia teorii to: (1) przenoszenie masy z gazu do elementu ciekłego następuje w warunkach nieustalonych w momencie ich zetknięcia; (2) każdy z elementów ciekłych pozostaje w kontakcie z gazem przez ten sam okres czasu; oraz (3) równowaga istnieje na granicy gaz-ciecz. Teoria ta została uznana za ulepszenie teorii dwuwarstwowej, ponieważ transfer masy zachodzi w warunkach stanu nieustalonego w wielu procesach przemysłowych. Teoria penetracji wyraża współczynnik przenikania masy po stronie cieczy jako czas kontaktu (tc) i dyfuzyjność molekularną gazu w cieczy.