Il principio di base della reazione elettrolitica della cella di elettrolisi a membrana è convertire l'energia elettrica in energia chimica ed elettrolizzare la salamoia per produrre NaOH, Cl2 e H2, come mostrato nell'immagine sopra. Nella camera anodica della cella (sul lato destro dell'immagine), la salamoia viene ionizzata in Na+ e Cl- nella cella, dove Na+ migra nella camera catodica (lato sinistro dell'immagine) attraverso una membrana ionica selettiva sotto l'azione di carica. Il Cl- inferiore genera gas di cloro sotto elettrolisi anodica. La ionizzazione H2O nella camera catodica diventa H+ e OH-, dove OH- viene bloccato da una membrana cationica selettiva nella camera catodica e Na+ dalla camera anodica viene combinato per formare il prodotto NaOH, e H+ genera idrogeno sotto elettrolisi catodica.