Основни принцип електролитичке реакције мембранске електролизне ћелије је претварање електричне енергије у хемијску енергију и електролиза сланог раствора да би се произвели NaOH, Cl2 и H2, као што је приказано на горњој слици. У анодној комори ћелије (на десној страни слике), слани раствор се јонизује у Na+ и Cl- у ћелији, при чему Na+ мигрира у катодну комору (лева страна слике) кроз селективну јонску мембрану под дејством наелектрисања. Нижи Cl- генерише хлорни гас под анодном електролизом. Јонизација H2O у катодној комори постаје H+ и OH-, при чему је OH- блокиран селективном катјонском мембраном у катодној комори, а Na+ из анодне коморе се комбинује да би се формирао производ NaOH, а H+ генерише водоник под катодном електролизом.