El principio básico de la reacción electrolítica de la celda de electrólisis de membrana es convertir la energía eléctrica en energía química y electrolizar la salmuera para producir NaOH, Cl2 y H2 como se muestra en la imagen de arriba. En la cámara del ánodo de la celda (en el lado derecho de la imagen), la salmuera se ioniza en Na+ y Cl- en la celda, donde Na+ migra a la cámara del cátodo (lado izquierdo de la imagen) a través de una membrana iónica selectiva bajo la acción de la carga. El Cl- inferior genera gas cloro bajo la electrólisis anódica. La ionización de H2O en la cámara del cátodo se convierte en H+ y OH-, donde OH- es bloqueado por una membrana catiónica selectiva en la cámara del cátodo y Na+ de la cámara del ánodo se combina para formar el producto NaOH, y H+ genera hidrógeno bajo la electrólisis catódica.