Cuando el HCl se disuelve en agua, se disocia en iones H+ y Cl-. Estos iones pueden moverse libremente en la solución y pueden transportar una corriente eléctrica. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una solución de HCl, los iones H+ son atraídos hacia el electrodo negativo (cátodo), donde se descargan y forman gas hidrógeno. Los iones Cl- son atraídos hacia el electrodo positivo (ánodo), donde se descargan y forman cloro gaseoso.
La reacción general para la electrólisis del HCl es:
2HCl(ac) → H2(g) + Cl2(g)