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 trong hình trên. Trong khoang anot của bình (bên phải hình), nước muối được ion hóa thành Na+ và Cl^-trong tế bào, trong đó Na+ di chuyển đến khoang catốt (phía bên trái của hình ảnh) thông qua màng ion chọn lọc dưới tác động của điện tích. Cl thấp hơn^-tạo ra khí clo trong quá trình điện phân anốt. Quá trình ion hóa H2O trong khoang catốt trở thành H+ và OH-, trong đó OH- bị chặn bởi màng cation chọn lọc trong khoang catốt và Na+ từ khoang anot được kết hợp để tạo thành sản phẩm NaOH, và H+ tạo ra hydro trong quá trình điện phân catốt.