Membran elektroliz hücresinin elektrolitik reaksiyonunun temel prensibi, yukarıdaki resimde gösterildiği gibi NaOH, CL2 ve H2 üretmek için elektrik enerjisini kimyasal enerjiye ve elektroliz tuzlu sulara dönüştürmektir. Hücrenin anot odasında (resmin sağ tarafında), tuzlu su, Na+ 'nın na+' ya iyonize edilir, burada Na+, etkisi altında seçici bir iyonik membran aracılığıyla katot odasına (resmin sol tarafına) göç eder. Alt CL- anodik elektroliz altında klor gazı üretir. Katot odasındaki H2O iyonizasyonu H+ ve OH- olur, burada OH- katot odasında seçici bir katyon membranı ile bloke edilir ve anot odasından Na+, NaOH ürünü oluşturmak için birleştirilir ve H+ katodik elekoliz altında hidrojen üretir.