მემბრანის ელექტროლიზის უჯრედის ელექტროლიტური რეაქციის ძირითადი პრინციპია ელექტროენერგიის ენერგიის ქიმიური ენერგიისა და ელექტროლიზის მარილწყალში გადაქცევა NaOH, Cl2 და H2, როგორც ეს მოცემულია ზემოთ მოცემულ სურათზე. უჯრედის ანოდის პალატაში (სურათის მარჯვენა მხარეს), მარილწყალი იონიზებულია Na+ და Cl- უჯრედში, სადაც Na+ მიგრირდება კათოდური პალატაში (სურათის მარცხენა მხარე) შერჩევითი იონური მემბრანის მეშვეობით, ბრალდების მოქმედების ქვეშ. ქვედა CL- წარმოქმნის ქლორის გაზს ანოდიული ელექტროლიზის ქვეშ. კათოდური პალატაში H2O იონიზაცია ხდება H+ და OH-, სადაც OH- იბლოკება კათოდური პალატაში შერჩევითი კატიონის მემბრანით და ანოდის პალატაში Na+ არის შერწყმული პროდუქტის NaOH- ის შესაქმნელად, ხოლო H+ წარმოქმნის წყალბადს კათოდური ელექტროლიზის ქვეშ.