Ondanks dat ze worden omschreven als “waterionisators” zijn de machines ontworpen om te werken als waterelektrolyzers. Dit is een elektrochemisch proces waarbij water door een elektrische stroom wordt gesplitst tot waterstof en zuurstof. De algemene chemische reactie is hieronder weergegeven:

2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)

Tijdens dit proces is het water bij de anode zuur, terwijl het water bij de kathode basisch is.

2 H2O + 2e- → H2 + 2 OH- (aan de kathode) 2 H2O → 4e- + O2 + 4 H+ (aan de anode)

Waterionisators werken door eenvoudig het water bij de kathode af te hevelen. Water dat aan de kathode wordt afgezogen bevat meer hydroxide (OH-) en heeft een hogere pH (d.w.z. is meer alkalisch), terwijl water dat aan de anode wordt afgezogen meer H+ bevat, waardoor het zuur is. Er wordt beweerd dat het zure water nuttig is voor het desinfecteren van het huishouden.

De doeltreffendheid van het proces is betwistbaar omdat elektrolyse aanzienlijke hoeveelheden tijd en energie vergt; de hoeveelheid hydroxide die zou kunnen worden gegenereerd in een snel bewegende waterstroom zoals een lopende kraan, zou dan ook in het beste geval minimaal zijn. Bovendien vereist het proces van omkering van de reactie veel minder energie, dus als het gebied tussen het alkalische en zure water tenminste halfdoorlatend is, zal het water een andere reactie ondergaan die gewoon neutraal water overlaat. De tweede reactie is hieronder weergegeven:

H+ + OH- → H2O

Hoewel veel conventionele machines tegenwoordig een semi-permeabel ionenuitwisselingsmembraan gebruiken om de twee compartimenten te scheiden. Als de concentratie mineralen hoog genoeg is, kan de pH van het anolyt 4 tot 6 bedragen, terwijl de pH van het katholyt 8 tot 12 kan bedragen. Soortgelijke machines zijn gebruikt om geëlektrolyseerd water te produceren, dat chemisch sterk verschilt omdat het ook natriumhypochloriet bevat, het hoofdbestanddeel van bleekwater, en daarom kan worden gebruikt als ontsmettingsmiddel.