Mendelejev organiseerde elementen volgens terugkerende eigenschappen om een periodiek systeem der elementen te maken. Elementen binnen een groep (kolom) vertonen vergelijkbare kenmerken. De rijen in het periodiek systeem (de periodes) weerspiegelen de vulling van elektronenhulzen rond de kern, dus wanneer een nieuwe rij begint, stapelen de elementen zich op elkaar met vergelijkbare eigenschappen. Helium en neon zijn bijvoorbeeld beide tamelijk niet-reactieve gassen die gloeien wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. Lithium en natrium hebben beide een oxidatietoestand +1 en zijn reactieve, glanzende metalen.
Periodiciteit was nuttig voor Mendelejev omdat het hem hiaten in zijn periodiek systeem liet zien waar elementen zouden moeten zijn. Dit hielp wetenschappers bij het vinden van nieuwe elementen omdat van hen kon worden verwacht dat ze bepaalde kenmerken vertoonden op basis van de locatie die ze in het periodiek systeem zouden innemen. Nu de elementen zijn ontdekt, gebruikten wetenschappers en studenten periodiciteit om voorspellingen te doen over hoe elementen zich zullen gedragen in chemische reacties en hun fysische eigenschappen. Periodiciteit helpt chemici te voorspellen hoe de nieuwe, superzware elementen eruit kunnen zien en zich kunnen gedragen.