Основной принцип электролитической реакции мембранной электролизной ячейки заключается в преобразовании электрической энергии в химическую энергию и электролизе рассола для получения NaOH, Cl2 и H2, как показано на рисунке выше. В анодной камере ячейки (с правой стороны рисунка) рассол ионизируется в Na+ и Cl- в ячейке, где Na+ мигрирует в катодную камеру (левая сторона рисунка) через селективную ионную мембрану под действием заряда. Нижний Cl- генерирует газообразный хлор при анодном электролизе. Ионизация H2O в катодной камере становится H+ и OH-, где OH- блокируется селективной катионной мембраной в катодной камере, а Na+ из анодной камеры объединяется с образованием продукта NaOH, а H+ генерирует водород при катодном электролизе.