Membrānas elektrolīzes šūnas elektrolītiskās reakcijas pamatprincips ir pārveidot elektrisko enerģiju ķīmiskajā enerģijā un elektrolizēt sālsūdeni, iegūstot NaOH, Cl2 un H2, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā. Šūnas anoda kamerā (attēla labajā pusē) sālsūdens tiek jonizēts par Na+ un Cl^-šūnā, kur Na+ lādiņa ietekmē migrē uz katoda kameru (attēla kreisajā pusē) caur selektīvu jonu membrānu. Zemākais Cl^-Anodiskās elektrolīzes laikā rodas hlora gāze. H2O jonizācija katoda kamerā pārvēršas par H+ un OH-, kur OH- tiek bloķēts ar selektīvu katjonu membrānu katoda kamerā, un Na+ no anoda kameras tiek apvienots, veidojot produktu NaOH, un H+ katodiskās elektrolīzes laikā rada ūdeņradi.