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-ად.^-უჯრედში, სადაც Na+ მუხტის ზემოქმედებით სელექციური იონური მემბრანის გავლით კათოდის კამერაში (სურათის მარცხენა მხარე) გადადის. ქვედა Cl^-ანოდური ელექტროლიზის დროს წარმოქმნის ქლორის აირს. კათოდის კამერაში H2O იონიზაცია ხდება H+ და OH-, სადაც OH- იბლოკება კათოდის კამერაში შერჩევითი კათიონური მემბრანით და ანოდური კამერიდან Na+ ერთიანდება NaOH პროდუქტის წარმოსაქმნელად, ხოლო H+ წარმოქმნის წყალბადს კათოდური ელექტროლიზის დროს.