Основним принципом електролітичної реакції мембранного електролізера є перетворення електричної енергії в хімічну енергію та електроліз розсолу для отримання NaOH, Cl2 і H2, як показано на зображенні вище. В анодній камері комірки (у правій частині зображення) розсіл іонізується до Na+ і Cl- в комірці, де Na+ мігрує до катодної камери (ліворуч від зображення) через селективну іонну мембрану під дія заряду. Нижній Cl- генерує газоподібний хлор під час анодного електролізу. Іонізація H2O в катодній камері стає H+ і OH-, де OH- блокується селективною катіонною мембраною в катодній камері, а Na+ з анодної камери поєднується з утворенням продукту NaOH, а H+ генерує водень під час катодного електролізу.