Au cours de la réaction, le sodium perd son électron le plus externe au profit du chlore, ce qui entraîne la formation d'ions sodium chargés positivement (Na+) et d'ions chlorure chargés négativement (Cl-). Ces ions de charges opposées sont ensuite attirés les uns vers les autres par des forces électrostatiques et forment un composé ionique stable, le chlorure de sodium. La disposition de ces ions dans un réseau cristallin régulier entraîne la formation de cristaux de sel.
La réaction entre le sodium et le chlore peut être représentée comme suit :
2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)