Dmitri Mendeleev offentliggjorde den første periodiske tabel i 1869. Han viste, at når elementerne blev bestilt i henhold til atomvægt, resulterede et mønster, hvor lignende egenskaber for elementer regelmæssigt gentog sig. Baseret på fysikens arbejde Henry Moseleys arbejde blev den periodiske tabel omorganiseret på grundlag af et stigende atomantal snarere end på atomvægt. Den reviderede tabel kan bruges til at forudsige egenskaberne for elementer, der endnu ikke var opdaget. Mange af disse forudsigelser blev senere underbygget gennem eksperimentering. Dette førte til formuleringen af periodisk lov, som siger at de kemiske egenskaber af elementerne er afhængige af deres atomnummer.
Den periodiske tabel viser elementer efter atomnummer, som er antallet af protoner i hvert atom i dette element. Atomer med et atomnummer kan have varierende antal neutroner (isotoper) og elektroner (ioner), men forbliver dog det samme kemiske element.
Elementerne i den periodiske tabel er arrangeret i perioder
(rækker) og grupper (søjler). Hver af de syv perioder udfyldes sekventielt med atomnummer. Grupper inkluderer elementer, der har samme elektronkonfiguration i deres ydre skal, hvilket resulterer i gruppeelementer der deler lignende kemiske egenskaber.Der er to sæt grupper. Gruppe A-elementerne er repræsentative elementer, som har s eller p under niveauer som deres ydre orbitaler. Elementerne i gruppe B er ikke-repræsentative elementer, som delvist har fyldt d underhuse (the overgangselementer) eller delvis fyldte f-under niveauer (the lanthanide-serie og aktinidserie). De romerske tal- og bogstavbetegnelser giver elektronkonfigurationen for valenselektroner (f.eks. Vil valenselektronkonfigurationen for et gruppe VA-element være s2p3 med 5 valenselektroner).
En anden måde at kategorisere på elementer afhænger af, om de opfører sig som metaller eller ikke-metaller. De fleste elementer er metaller. De findes på venstre side af bordet. Den yderste højre side indeholder ikke-metaller, plus brint viser ikke-metale egenskaber under almindelige forhold. Elementer, der har nogle egenskaber ved metaller og nogle egenskaber ved ikke-metaller kaldes metalloider eller semimetaler. Disse elementer findes langs en zig-zag-linje, der løber fra øverste venstre hjørne af gruppe 13 til nederst til højre for gruppe 16. Metaller er generelt gode ledere af varme og elektricitet, er formbare og smidige og har et skinnende metallisk udseende. I modsætning hertil er de fleste ikke-metaller dårlige ledere af varme og elektricitet, har en tendens til at være sprøde faststoffer og kan antage en hvilken som helst af en række fysiske former. Selvom alle metaller undtagen kviksølv er faste under almindelige betingelser, kan ikke-metaller være faste stoffer, væsker eller gasser ved stuetemperatur og -tryk. Elementer kan yderligere opdeles i grupper. Grupper af metaller inkluderer alkalimetaller, jordalkalimetaller, overgangsmetaller, basiske metaller, lanthanider og actinider. Grupper af ikke-metaller inkluderer ikke-metaller, halogener og ædelgasser.