หลักการพื้นฐานของปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ของเซลล์อิเล็กโทรไลซิสแบบเมมเบรนคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมีและน้ำเกลือด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิต NaOH, Cl2 และ H2 ดังแสดงในรูปด้านบน ในห้องแอโนดของเซลล์ (ทางด้านขวาของภาพ) น้ำเกลือจะถูกแตกตัวเป็น Na+ และ Cl- ในเซลล์ โดยที่ Na+ จะย้ายไปยังห้องแคโทด (ด้านซ้ายของภาพ) ผ่านเมมเบรนไอออนิกแบบคัดเลือกภายใต้ การกระทำของค่าใช้จ่าย Cl- ที่ต่ำกว่าจะสร้างก๊าซคลอรีนภายใต้อิเล็กโทรลิซิสขั้วบวก ไอออนไนซ์ของ H2O ในห้องแคโทดจะกลายเป็น H+ และ OH- โดยที่ OH- ถูกปิดกั้นโดยเยื่อเลือกไอออนบวกในห้องแคโทด และ Na+ จากห้องแอโนดถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ NaOH และ H+ จะสร้างไฮโดรเจนภายใต้อิเล็กโทรลิซิสแบบแคโทด