Kalvoelektrolyysikennon elektrolyyttisen reaktion perusperiaate on muuntaa sähköenergia kemialliseksi energiaksi ja elektrolysoida suolaliuos NaOH:ksi, Cl2:ksi ja H2:ksi, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty. Kennon anodikammiossa (kuvan oikealla puolella) suolaliuos ionisoituu Na+- ja Cl-ioneiksi.^-kennossa, jossa Na+ siirtyy katodikammioon (kuvan vasen puoli) selektiivisen ionikalvon läpi varauksen vaikutuksesta. Alempi Cl^-tuottaa kloorikaasua anodisessa elektrolyysissä. Katodikammion H2O-ionisaatio muuttuu H+:ksi ja OH-:ksi, jolloin OH- estyy katodikammion selektiivisellä kationikalvolla ja anodikammiosta tuleva Na+ yhdistyy muodostaen NaOH-tuotetta, ja H+ tuottaa vetyä katodisessa elektrolyysissä.