O princípio básico da reação eletrolítica da célula de eletrólise de membrana é converter energia elétrica em energia química e eletrolisar a salmoura para produzir NaOH, Cl2 e H2, conforme mostrado na imagem acima. Na câmara anódica da célula (no lado direito da imagem), a salmoura é ionizada em Na+ e Cl- na célula, onde o Na+ migra para a câmara catódica (lado esquerdo da imagem) através de uma membrana iônica seletiva sob a ação da carga. O Cl- mais baixo gera cloro gasoso sob eletrólise anódica. A ionização de H2O na câmara catódica torna-se H+ e OH-, em que OH- é bloqueado por uma membrana catiônica seletiva na câmara catódica e o Na+ da câmara anódica é combinado para formar o produto NaOH, e H+ gera hidrogênio sob eletrólise catódica.