Die basiese beginsel van die elektrolitiese reaksie van 'n membraan-elektrolisesel is om elektriese energie in chemiese energie om te skakel en pekelwater te elektroliseer om NaOH, Cl2 en H2 te produseer, soos in die bostaande prent getoon. In die anodekamer van die sel (aan die regterkant van die prent) word die pekelwater geïoniseer in Na+ en Cl.^-in die sel, waarin Na+ na die katodekamer (linkerkant van die prent) migreer deur 'n selektiewe ioniese membraan onder die werking van lading. Die laer Cl^-genereer chloorgas onder anodiese elektrolise. Die H2O-ionisasie in die katodekamer word H+ en OH-, waar OH- geblokkeer word deur 'n selektiewe kationmembraan in die katodekamer en Na+ van die anodekamer gekombineer word om die produk NaOH te vorm, en H+ genereer waterstof onder katodiese elektrolise.