El principi bàsic de la reacció electrolítica de la cèl·lula d'electròlisi de membrana és convertir l'energia elèctrica en energia química i electrolitzar la salmorra per produir NaOH, Cl2 i H2 tal com es mostra a la imatge anterior. A la cambra d'ànode de la cèl·lula (a la part dreta de la imatge), la salmorra s'ionitza en Na+ i Cl- a la cèl·lula, on Na+ migra a la cambra catòdica (costat esquerre de la imatge) a través d'una membrana iònica selectiva sota l'acció de càrrec. El Cl inferior genera clor gasós sota electròlisi anòdica. La ionització d'H2O a la cambra catòdica es converteix en H+ i OH-, on OH- és bloquejat per una membrana catiònica selectiva a la cambra catòdica i Na+ de la cambra ànode es combina per formar el producte NaOH, i H+ genera hidrogen sota electròlisi catòdica.