Асноўны прынцып электралітычнай рэакцыі мембраннага электролізера заключаецца ў пераўтварэнні электрычнай энергіі ў хімічную і электралізе расола з атрыманнем NaOH, Cl2 і H2, як паказана на малюнку вышэй. У аноднай камеры ячэйкі (справа на малюнку) расол іянізуецца ў Na+ і Cl^-у клетцы, пры гэтым Na+ пад дзеяннем зарада мігруе ў катодную камеру (левая частка малюнка) праз селектыўны іённы мембрану. Ніжні Cl^-утварае газападобны хлор пры анодным электролізе. Іянізацыя H2O у катоднай камеры становіцца H+ і OH-, дзе OH- блакуецца селектыўнай катыённай мембранай у катоднай камеры, а Na+ з аноднай камеры аб'ядноўваецца з адукацыяй прадукту NaOH, а H+ выпрацоўвае вадарод пры катодным электролізе.