Фізичною основою структури періодичної системи елементів служить певна послідовність формування електронних конфігурацій атомів по мірі зростання порядкового номера елемента.
Періодичний закон сформульован Д.І. Менделєєвим у 1869р.: властивості простих тіл, а також властивості й форми сполук елементів перебувають у періодичній залежності від величини атомної маси елементів.
До появи знань про складну будову атома, основною характеристикою елемента була атомна маса. Розвиток теорії будови атома призвів до встановлення того факту, що головною характеристикою атома є позитивний заряд ядра.
У сучасному трактуванні періодичний закон звучить: властивості хімічних елементів, а також форм і властивостей утворених ними сполук, находяться в періодичній залежності від величини заряду ядер їх атомів.