بدأ اهتمام الإنسان بتصنيف العناصر بدايات مبكرة، حتى قبل الميلاد، لكن الخطوات الجادة نحو جدول دوري بدأت في القرن الثامن عشر. في عام 1789، قدم عالم الكيمياء الفرنسي أنطوان لافوازييه تصنيفًا أوليًا يستند إلى خصائص غازية ونوع المعدنية. بينما ركز الألماني جون دوبرينر في عام 1829 على تشابهات ثلاثية بين عناصر معينة.

لكن نقطة التحول جاءت مع الروسي ديمتري مندليف الذي يُعتبر عراب الجدول الدوري الحديث. رغم جهود سابقيه، إلا أن مندليف وضع أسس التصميم الأساسية للجدول الدوري الحالي أثناء عمله على "كتاب الكيمياء" عام 1869. اختار الترتيب بالأوزان الذرية والعناصر المشابها وفق الوزن الذري كأساس رئيسي له.

مندليف بدأ بنظرة ثاقبة للهالوجينات والمعدن القلوي؛ لاحظ التشابه في ارتفاع الأوزان الذرية بينهما رغم الاختلاف الظاهري. من هنا، طور نظام الترتيب الذي أكسب الجداول المكتملة القدرة على تنبؤ الخصائص الكيميائية والفيزيائية للعناصر الجديدة المستقبلية والتي كانت لا تزال مجهولة وقت كتابة الكتاب.

بهذه الطريقة البسيطة والفريدة آنذاك، خلق مندليف أساساً لدراسة الكيمياء الحديثة وتقدمها العلمي المتواصل حتى اليوم.