O principio básico da reacción electrolítica dunha célula de electrólise de membrana é converter a enerxía eléctrica en enerxía química e electrolizar a salmoira para producir NaOH, Cl2 e H2, como se mostra na imaxe superior. Na cámara anódica da célula (na parte dereita da imaxe), a salmoira ionízase en Na+ e Cl- na célula, onde o Na+ migra á cámara catódica (na parte esquerda da imaxe) a través dunha membrana iónica selectiva baixo a acción da carga. O Cl- inferior xera cloro gasoso baixo a electrólise anódica. A ionización do H2O na cámara catódica convértese en H+ e OH-, onde o OH- é bloqueado por unha membrana de catións selectivos na cámara catódica e o Na+ da cámara anódica combínase para formar o produto NaOH, e o H+ xera hidróxeno baixo a electrólise catódica.