झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस सेल की इलेक्ट्रोलाइटिक प्रतिक्रिया का मूल सिद्धांत विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलना और ब्राइन को इलेक्ट्रोलाइज करके NaOH, Cl2 और H2 का उत्पादन करना है जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है। सेल के एनोड कक्ष में (चित्र के दाईं ओर), ब्राइन को Na+ और Cl में आयनित किया जाता है^-सेल में, जिसमें Na+ आवेश की क्रिया के तहत एक चयनात्मक आयनिक झिल्ली के माध्यम से कैथोड कक्ष (चित्र के बाईं ओर) में चला जाता है। निचला Cl^-एनोडिक इलेक्ट्रोलिसिस के तहत क्लोरीन गैस उत्पन्न करता है। कैथोड कक्ष में H2O आयनीकरण H+ और OH- बन जाता है, जिसमें OH- को कैथोड कक्ष में एक चयनात्मक धनायन झिल्ली द्वारा अवरुद्ध किया जाता है और एनोड कक्ष से Na+ को उत्पाद NaOH बनाने के लिए संयोजित किया जाता है, और H+ कैथोडिक इलेक्ट्रोलिसिस के तहत हाइड्रोजन उत्पन्न करता है।