Het basisprincipe van de elektrolytische reactie van een membraanelektrolysecel is het omzetten van elektrische energie in chemische energie en het elektrolyseren van pekel om NaOH, Cl2 en H2 te produceren, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. In de anodekamer van de cel (aan de rechterkant van de foto) wordt de pekel in de cel geïoniseerd tot Na+ en Cl-, waarbij Na+ naar de kathodekamer (linkerkant van de foto) migreert via een selectief ionisch membraan onder de actie van lading. De lagere Cl- genereert chloorgas onder anodische elektrolyse. De H2O-ionisatie in de kathodekamer wordt H+ en OH-, waarbij OH- wordt geblokkeerd door een selectief kationmembraan in de kathodekamer en Na+ uit de anodekamer wordt gecombineerd om product NaOH te vormen, en H+ waterstof genereert onder kathodische elektrolyse.