Nguyên lý cơ bản của phản ứng điện phân của bình điện phân màng là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng hóa học và điện phân nước muối để tạo ra NaOH, Cl2 và H2 như thể hiện trong hình trên. Trong khoang anot của bình (bên phải hình), nước muối được ion hóa thành Na+ và Cl- trong bình, trong đó Na+ di chuyển đến khoang catot (bên trái hình) thông qua màng ion chọn lọc dưới tác động của điện tích. Cl- thấp hơn tạo ra khí clo trong quá trình điện phân anot. Quá trình ion hóa H2O trong khoang catot trở thành H+ và OH-, trong đó OH- bị chặn bởi màng cation chọn lọc trong khoang catot và Na+ từ khoang anot được kết hợp để tạo thành sản phẩm NaOH, và H+ tạo ra hydro trong quá trình điện phân catot.