Dmitri Mendeleev đã công bố bảng tuần hoàn các nguyên tố đầu tiên được công nhận rộng rãi vào năm 1869. Ông sắp xếp các nguyên tố theo khối lượng nguyên tử và nhận thấy rằng các tính chất của chúng lặp lại theo chu kỳ. Ông để lại những khoảng trống cho các nguyên tố chưa được phát hiện và dự đoán các tính chất của chúng. Khi gali và germani được tìm thấy, dự đoán của ông đã trùng khớp. Bảng tuần hoàn các nguyên tố đã trở thành khuôn khổ tổ chức của hóa học.

Bảng tuần hoàn hiện đại sắp xếp các nguyên tố theo số hiệu nguyên tử, chứ không phải khối lượng nguyên tử. Nó có 118 nguyên tố, được sắp xếp thành các chu kỳ (hàng) và nhóm (cột). Các nguyên tố trong cùng một nhóm có cùng số electron hóa trị và tính chất hóa học tương tự. Các nguyên tố nhóm 1 là kim loại kiềm. Các nguyên tố nhóm 18 là khí hiếm. Bảng được chia thành các khối: s, p, d và f, dựa trên phân lớp electron được lấp đầy.

Bảng tuần hoàn cho thấy các xu hướng. Bán kính nguyên tử giảm dần theo chiều ngang của một chu kỳ và tăng dần theo chiều dọc của một nhóm. Năng lượng ion hóa tăng dần theo chiều ngang của một chu kỳ và giảm dần theo chiều dọc của một nhóm. Độ âm điện cũng tuân theo quy luật tương tự. Những xu hướng này được giải thích bởi sự gia tăng điện tích hạt nhân và hiệu ứng chắn của các electron bên trong.

Bảng tuần hoàn không chỉ là một bảng biểu. Nó là một công cụ dự đoán. Biết vị trí của một nguyên tố cho ta biết tính chất, khả năng phản ứng và các hợp chất có thể tạo thành của nó. Nó là bản đồ của thế giới hóa học.