Membraninio elektrolizės elemento elektrolizės reakcijos pagrindinis principas yra elektros energiją paversti chemine energija ir elektrolizuoti sūrymą, kad susidarytų NaOH, Cl2 ir H2, kaip parodyta paveikslėlyje aukščiau. Elemento anodo kameroje (dešinėje paveikslėlio pusėje) sūrymas jonizuojamas į Na+ ir Cl^-elemente, kur Na+ per selektyvią joninę membraną, veikiant krūviui, migruoja į katodo kamerą (kairėje paveikslėlio pusėje). Apatinis Cl^-Anodinės elektrolizės metu susidaro chloro dujos. Katodo kameroje esantis H2O jonizavimas virsta H+ ir OH-, kur OH- yra blokuojamas selektyvios katijonų membranos katodo kameroje, o Na+ iš anodo kameros susijungia ir sudaro produktą NaOH, o H+ katodinės elektrolizės metu susidaro vandenilis.