Менделеев занимался исследованиями растворов, изучал процессы расширения жидкостей и газов при нагревании, предсказал существование критической температуры Т.Эндрюса, изучал строение эфиров, образование нефти, исследовал нефтяные месторождения Баку и Пенсильвании, где побывал в 1876. В 1869 опубликовал работу о классификации химических элементов в соответствии с их атомными весами. Периодичность в изменениях свойств элементов уже предугадывалась в работах английского химика Дж.Ньюлендса и немецкого химика Л.Мейера (опубликовавшего свои результаты после Менделеева), но им не удалось разработать системы, позволявшей предсказывать свойства новых элементов. На основе открытого им закона Менделеев построил периодическую таблицу химических элементов и в 1871 указал, где должны находиться в ней три новых элемента – галлий, скандий и германий. Менделеев был удостоен многих наград, среди них – медали Г.Дэви (1882), М.Фарадея (1889), Копли (1905). Его именем назван 101-й элемент в периодической таблице. Умер Менделеев в Петербурге 20 января (2 февраля) 1907.