Класифікацію хімічних елементів Менделєєв виразив у формі періодичної системи.
Ряди елементів, у межах яких властивості змінюються послідовно називають періодами. Менделєєв розділив усі елементи на періоди та розташував один період під іншим таким чином, щоб подібні за властивостями та типом сполук, які вони утворюють, елементи знаходились друг під другом. Цю таблицю Менделєєв назвав періодичною системою елементів за групами та рядами.
Вона складається з 10 рядів та 8 груп.
У першому ряді знаходиться 2 елементи - H та He, другий та третій ряди складаються з 8 елементів. Це малі періоди. Четвертий та п’ятий ряди утворюють 4 період, який складається з 18 елементів і називається великим періодом. Шостий та сьомий утворюють 5 великий період, а восьмий та дев’ятий ряди - 6 великий період. У цьому ряді після лантану йдуть 14 елементів, які називають лантаноїдами. Їх, звичайно, розміщують поза загальною таблицею, а в клітині для лантану відмічають їх положення в системі.
У великих періодах не усі властивості елементів змінюються так послідовно, як у другому та третьому. Тут спостерігається ще деяка періодичність у зміні властивостей самих періодів. У зв’язку з цим великі періоди були поділені на дві частини (2 ряди).
Десятий ряд складає 7 період (19 елементів). 14 елементів, які йдуть за актинієм, мають будову подібну до будови актинію, тому їх під назвою актиноїди розташовують поза загальною таблицею.
У групах розташовуються елементи, що мають сходні властивості. Усього в таблиці 8 груп. Найбільша валентність елементів кожної групи за киснем відповідає за не багатьма виключеннями номеру групи.
З 4 періоду групи поділили на дві підгрупи. Елементи 2,3 періодів, звичайно, об’єднують із подібними елементами інших рядів в одну головну підгрупу, а інша підгрупа називається побічною.