Základním principem elektrolytické reakce membránového elektrolyzéru je přeměna elektrické energie na chemickou energii a elektrolýza solanky za vzniku NaOH, Cl2 a H2, jak je znázorněno na obrázku výše. V anodové komoře článku (na pravé straně obrázku) je solanka v článku ionizována na Na+ a Cl-, přičemž Na+ migruje do katodové komory (levá strana obrázku) přes selektivní iontovou membránu pod působení náboje. Nižší Cl- generuje plynný chlór pod anodickou elektrolýzou. Ionizace H2O v katodové komoře se změní na H+ a OH-, přičemž OH- je blokován selektivní kationtovou membránou v katodové komoře a Na+ z anodové komory se spojí za vzniku produktu NaOH a H+ generuje vodík pod katodovou elektrolýzou.