离子交换膜把氯碱产品分开
以精制浓食盐水为原料，采用适用的惰性阳极和阴极。下面是工作原理示意，管路及层厚不按实际比例绘制。
阳极：2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻
阴极：2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻
总反应：2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（通电）
Na⁺向阴极室迁移，与阴极生成的OH⁻共同形成NaOH溶液；Na⁺没有被还原为金属钠。阳离子交换膜允许Na⁺等适宜阳离子通过，并尽量限制Cl⁻、OH⁻跨膜，减少Cl₂与NaOH反应以及Cl₂与H₂混合。
两段外导线中的电子方向分别是：阳极 → 电源正端；电源负端 → 阴极。膜和电解质均不作为自由电子穿行的通道。