Pubblicò la sua tavola periodica nel 1869, organizzando gli elementi per peso atomico, che all'epoca era la proprietà più compresa degli elementi. Ha anche riconosciuto che c'erano lacune nel suo tavolo e prevedeva l'esistenza di elementi da scoprire in base alle loro proprietà previste.
Più tardi, Henry Moseley ha raffinato il lavoro di Mendeleev usando la spettroscopia a raggi X per determinare il numero atomico di ciascun elemento. Il lavoro di Moseley ha confermato che il numero atomico, non il peso atomico, era la base fondamentale per la tavola periodica.
