მემბრანული ელექტროლიზის უჯრედის ელექტროლიტური რეაქციის ძირითადი პრინციპია ელექტრო ენერგიის ქიმიურ ენერგიად გადაქცევა და მარილწყალში ელექტროლიზება NaOH, Cl2 და H2 წარმოებისთვის, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ სურათზე. უჯრედის ანოდის კამერაში (სურათის მარჯვენა მხარეს), მარილწყალი იონიზებულია უჯრედში Na+ და Cl--ად, სადაც Na+ მიგრირებს კათოდის კამერაში (სურათის მარცხენა მხარე) შერჩევითი იონური მემბრანის ქვეშ. დამუხტვის მოქმედება. ქვედა Cl- წარმოქმნის ქლორის გაზს ანოდური ელექტროლიზის ქვეშ. კათოდის კამერაში H2O იონიზაცია ხდება H+ და OH-, სადაც OH- იბლოკება შერჩევითი კათიონის მემბრანით კათოდის კამერაში და Na+ ანოდის კამერიდან გაერთიანებულია NaOH პროდუქტად, ხოლო H+ წარმოქმნის წყალბადს კათოდური ელექტროლიზის ქვეშ.