Основним принципом електролітичної реакції клітини електролізу мембрани є перетворення електричної енергії в хімічну енергію та електролізовий розсол для отримання NaOH, CL2 та H2, як показано на наведеному вище малюнку. У анодній камері клітини (з правого боку зображення) розсол іонізується в Na+ і Cl- в клітині, де Na+ мігрує до катодної камери (ліва сторона зображення) через селективну іонну мембрану під дією заряду. Нижній Cl- генерує хлорний газ при анодному електролізі. Іонізація H2O в катодній камері стає H+ і OH-, де OH- блокується селективною катіонною мембраною в катодній камері, а Na+ з анодної камери поєднується для утворення продукту NaOH, а H+ генерує водень при катодному електролізі.