Podstawową zasadą reakcji elektrolitycznej komórki elektrolizy membranowej jest przekształcenie energii elektrycznej w energię chemiczną i solankę elektrolitową w celu wytworzenia NaOH, Cl2 i H2, jak pokazano na powyższym obrazku. W komorze anodowej komórki (po prawej stronie obrazu) solanka jest jonizowana do Na+ i Cl^-w komórce, w której Na+ migruje do komory katodowej (lewa strona obrazu) przez selektywną błonę jonową pod działaniem ładunku. Dolna Cl^-Generuje gaz chloru pod elektrolizą anodową. Jonizacja H2O w komorze katodowej staje się H+ i OH-, w której OH- jest blokowana przez selektywną błonę kationową w komorze katodowej, a Na+ z komory anodowej jest łączone w celu wytworzenia produktu NaOH, a H+ wytwarza wodór pod katodową elektrolizą.