Основни принцип електролитичке реакције ћелије мембранске електролизе је претварање електричне енергије у хемијску енергију и електролиза слане воде за производњу НаОХ, Цл2 и Х2 као што је приказано на горњој слици. У анодној комори ћелије (на десној страни слике), слани раствор се јонизује у На+ и Цл^-у ћелији, при чему На+ мигрира у катодну комору (лева страна слике) кроз селективну јонску мембрану под дејством наелектрисања. Доњи Цл^-ствара гасовити хлор под анодном електролизом. Јонизација Х2О у катодној комори постаје Х+ и ОХ-, при чему је ОХ- блокиран селективном катјонском мембраном у катодној комори и На+ из анодне коморе се комбинује да би се формирао производ НаОХ, а Х+ генерише водоник под катодном електролизом.