Publicó su tabla periódica en 1869, organizando los elementos por peso atómico, que era la propiedad mejor entendida de los elementos en ese momento. También reconoció que había brechas en su mesa, y predijo la existencia de elementos no descubiertos en función de sus propiedades esperadas.
Más tarde, Henry Moseley refinó el trabajo de Mendeleev utilizando espectroscopía de rayos X para determinar el número atómico de cada elemento. El trabajo de Moseley confirmó que el número atómico, no el peso atómico, era la base fundamental para la tabla periódica.
