მემბრანული ელექტროლიზის უჯრედის ელექტროლიტური რეაქციის ძირითადი პრინციპია ელექტრული ენერგიის ქიმიურ ენერგიად გარდაქმნა და მარილწყლის ელექტროლიზი NaOH, Cl2 და H2-ის მისაღებად, როგორც ეს ზემოთ მოცემულ სურათზეა ნაჩვენები. უჯრედის ანოდურ კამერაში (სურათის მარჯვენა მხარეს), მარილწყალი იონიზდება Na+ და Cl- უჯრედში, სადაც Na+ მიგრირებს კათოდის კამერაში (სურათის მარცხენა მხარე) შერჩევითი იონური მემბრანის მეშვეობით მუხტის ზემოქმედებით. ქვედა Cl- წარმოქმნის ქლორის აირს ანოდური ელექტროლიზის დროს. H2O იონიზაცია კათოდის კამერაში ხდება H+ და OH-, სადაც OH- იბლოკება კათოდის კამერაში შერჩევითი კათიონური მემბრანით და ანოდური კამერიდან Na+ გაერთიანებულია NaOH პროდუქტის წარმოსაქმნელად, ხოლო H+ წარმოქმნის წყალბადს კათოდური ელექტროლიზის დროს.