Đóng góp mà Mendeleev được biết đến nhiều nhất là phiên bản bảng tuần hoàn của ông và những đóng góp cho cái được gọi là định luật tuần hoàn. Bảng tuần hoàn mà Mendeleev tạo ra được coi là đầu tiên vì nó được tạo ra có sẵn cho công chúng đầu tiên. Cũng bảng đó đã phát triển qua nhiều năm để bao gồm các yếu tố mới và dữ liệu cập nhật.
Định luật tuần hoàn, được ghi nhận cho cả Mendeleev và Lothar Meyer vào năm 1869 khi làm việc riêng rẽ, tuyên bố rằng các thuộc tính lặp lại khi được sắp xếp theo khối lượng của chúng. Sử dụng thông tin này và thông tin hiện có của các nguyên tố đã biết, Mendeleev có thể dự đoán sự tồn tại của các nguyên tố chưa được khám phá vào thời điểm đó.
