Досліджено дифузію домішкової речовини у багатофазному шарі з випадково розташованими кульовими включеннями. Розв’язок контактно-крайової задачі одержано у вигляді інтегрального ряду Неймана. На основі отриманої розрахункової формули проведено комп’ютерне моделювання та встановлено основні закономірності розподілів усередненої концентрації домішкової речовини у шарі залежно від значень коефіцієнтів дифузії, густини та об’ємних часток включень. Визначено вплив кількості фаз пористого тіла на процеси дифузії у багатофазному шарі з рівномірним розподілом включень сферичної форми. Проаналізовано залежність приросту функції усередненої концентрації від характерних радіусів кульових включень, зокрема показано, що особливості поведінки цієї функції не залежать від співвідношень приведених коефіцієнтів дифузії.