Pagrindinis membranos elektrolizės ląstelės elektrolitinės reakcijos principas yra paversti elektros energiją į cheminę energiją ir elektrolizės sūrymą, kad būtų gautas NaOH, CL2 ir H2, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Ląstelės anodo kameroje (dešinėje paveikslėlio pusėje) sūrymas yra jonizuotas į Na+ ir Cl^-Ląstelėje, kur Na+ migruoja į katodo kamerą (kairę paveikslėlio pusę) per selektyvią joninę membraną, veikiančią įkrovą. Apatinė Cl^-generuoja chloro dujas anodine elektrolize. H2O jonizacija katodo kameroje tampa H+ ir OH-, kur OH- blokuoja selektyvi katijonų membrana katodo kameroje, o Na+ iš anodo kameros sujungiamas taip, kad susidarytų produktas NaOH, o H+ generuoja vandenilią po katodinės elektrolizės.