მემბრანის ელექტროლიზის უჯრედის ელექტროლიტური რეაქციის ძირითადი პრინციპია ელექტროენერგიის ქიმიურ ენერგიად გადაქცევა და მარილწყლის ელექტროლიზირება NaOH, Cl2 და H2 წარმოქმნისთვის, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე. უჯრედის ანოდურ პალატაში (სურათის მარჯვენა მხარეს) მარილწყალში იონიზდება უჯრედში Na + და Cl-, სადაც Na + მიგრირდება კათოდურ პალატაში (სურათის მარცხენა მხარე) შერჩევითი იონური მემბრანის მეშვეობით ბრალდების მოქმედება. ქვედა Cl- წარმოქმნის ქლორის გაზს ანოდური ელექტროლიზის დროს. H2O იონიზაცია კათოდურ პალატაში ხდება H + და OH-, სადაც OH- იბლოკება შერჩევითი კატიონის მემბრანით კათოდურ პალატაში და Na + ანოდური პალატიდან კომბინირებულია და ქმნის პროდუქტს NaOH, ხოლო H + წარმოქმნის წყალბადს კათოდური ელექტროლიზის ქვეშ.