Асноўным прынцыпам электралітычнай рэакцыі клеткі мембраннага электралізу з'яўляецца пераўтварэнне электрычнай энергіі ў хімічную энергію і электралізацыю расола для атрымання NAOH, CL2 і H2, як паказана на вышэйзгаданай карціне. У аноднай камеры клеткі (з правага боку малюнка) расол іянізуецца ў Na+ і Cl- у клеткі, у якой Na+ мігруе ў катодную камеру (злева ад малюнка) праз селектыўную іённую мембрану пад дзеяннем зарадкі. Ніжні CL- генеруе хлорны газ пад анодным электралізу. Іянізацыя H2O ў катоднай камеры становіцца H+ і OH-, у якой OH- блакуецца селектыўнай катыённай мембранай у катоднай камеры, а Na+ з камеры анода спалучаецца з утварэннем прадукту NaOH, а H+ генеруе вадарод пад катодным электралізу.