霍尔-埃鲁法是让强大的电流通过熔融的冰晶石、氧化铝和氟化铝混合物，生产纯净的液态金属铝。
强度可以高达600KA的直流电通入一排串联在一起的电解槽（一个系列）。每个电解铝厂的电解槽大小、配置各不相同，但其基本的电化学反应过程是一样的。
每个电解槽都是一个大型的带有炭块内衬的金属容器，炭块作为电解槽的负电极（阴极）。通常情况下，阴极的寿命可达1000-2500天，之后就需要更换新的阴极。
电解槽内有电解液，也就是熔融的冰晶石(Na3AlF6)，温度维持在960-980℃。氧化铝粉（Al2O3）可以溶解在电解液中。氟化铝（AlF3）的加入可以优化电解液的化学性能，并降低电解液的初晶温度。大型炭块悬挂在电解液中作为正电极（阳极）。
电流从阳极炭块经过电解质流入阴极炭块。然后，电流会流入串联着的下一个电解槽的阳极。在电流通过电解质时，溶解在其中的氧化铝会被电解分离成熔融金属铝（Al）和氧气（O2）。氧气会与阳极炭块反应生成二氧化碳气体，从而消耗阳极。电解反应如下：
2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2
铝原子具有很高的反应性，因此要将氧化铝分离成各自的原子就需要很大的能量（电）。但是，铝的反应性也使其最终制品具有许多独特的物理特性。其优良的导热性使其可以作为容器和炊具；优良的电导率使其可以作为电缆；优良的延展性使其可以用来生产窗框；重量轻、强度高使其可以用在交通运输领域。
熔融的金属铝下沉到电解槽底部，而气态产物则上浮于电解槽顶部。
所生产的铝水每天要定期从电解槽内抽出，然后送往铸造车间。铝水可以在铸造车间进行合金化处理，然后浇铸成铝锭、铸棒或者其它产品。
除了二氧化碳，铝电解过程还产生氟化氢气体。烟尘处理车间会收集这些烟气，生产氟化铝，用于电解铝厂。烟尘处理车间还会去除其它气态产物，比如二氧化硫，以减少排放。
目前有两种冶炼工艺，一种是自焙工艺，一种是预焙工艺，其主要分别就是所用阳极的不同。
自焙技术使用连续阳极，阳极以糊状物形态进入电解槽，并通过电解槽自身的热量进行焙烧。
预焙技术的每个电解槽内使用多个阳极，阳极事先在单独的车间进行焙烧，然后连接在钢棒上，钢棒可以将阳极悬挂在电解槽内。当阳极耗尽时，需要更换新的阳极。残阳极可以回收生产新的阳极。多数原铝冶炼厂使用经过优化的预焙技术，也就是所谓的点加料预焙技术。一台电解槽使用多个槽内喂料器，并通过计算机进行控制，实现氧化铝的精确加料。这样能提高能源效率，减少排放、灰尘以及原材料消耗。
