Il a publié son tableau périodique en 1869, organisant les éléments de poids atomique, qui était la propriété les plus comprises des éléments à l'époque. Il a également reconnu qu'il y avait des lacunes dans sa table, et il a prédit l'existence d'éléments non découverts en fonction de leurs propriétés attendues.
Plus tard, Henry Moseley a affiné les travaux de Mendeleev en utilisant la spectroscopie aux rayons X pour déterminer le nombre atomique de chaque élément. Les travaux de Moseley ont confirmé que le nombre atomique, et non le poids atomique, était la base fondamentale du tableau périodique.
