Wkład Mendelejewa jest najbardziej znany z jego wersji układu okresowego i wkładów do tak zwanego prawa okresowego. Stół okresowy, który Mendeleev stworzył, był uważany za pierwszy, ponieważ powstał dostępne do publicznej wiadomości w pierwszej kolejności. Ta sama tabela ewoluowała przez lata, obejmując nowe elementy i zaktualizowane dane.
Okresowe prawo, które przypisuje się zarówno Mendeleevowi, jak i Lotharowi Meyerowi w 1869 r. podczas pracy osobno, stwierdza, że właściwości powtarzają się, gdy są ułożone zgodnie z ich masą. Wykorzystując te informacje i istniejące informacje o już znanych elementach, Mendeleev był w stanie przewidzieć istnienie elementów, które nie zostały odkryte w tym czasie.