Dmitri Mendelejev avaldas esimese perioodilise tabeli 1869. aastal. Ta näitas, et kui elemendid telliti vastavalt aatommass, saadi muster, kus elementide sarnased omadused korduvad perioodiliselt. Füüsik Henry Moseley töö põhjal reorganiseeriti perioodiline tabel pigem aatomiarvu suurenemise kui aatommassi põhjal. Muudetud tabelit saab kasutada veel avastamata elementide omaduste ennustamiseks. Paljusid neist ennustustest põhjendati hiljem katsetamise teel. Selle tulemusel formuleeriti perioodiline seadus, milles öeldakse et keemilised omadused elementide sõltuvad nende aatomnumbritest.
Perioodilises tabelis loetletakse elemendid aatomnumbri järgi, mis on prootonite arv selle elemendi igas aatomis. Aatomiarvu aatomitel võib olla erinev neutronite (isotoopide) ja elektronide (ioonide) arv, jäädes siiski samaks keemiliseks elemendiks.
Perioodilise tabeli elemendid on paigutatud perioodid (read) ja rühmad (veerud). Kõik seitse perioodi täidetakse järjestikku aatomnumbriga. Rühmad sisaldavad elemente, millel on
sama elektronide konfiguratsioon nende väliskest, mille tulemuseks on grupielementidena sarnaste keemiliste omaduste jagamine.Seal on kaks rühma. A-rühma elemendid on: esinduslikud elemendid, mille välimine orbitaal on s või p alatasand. B-rühma elemendid on: mitteesindavad elemendid, mis on osaliselt täitnud alltasemeid ( üleminekuelemendid) või osaliselt täidetud alltasemeid ( lantaniidide seeria ja aktiniidide seeria). Rooma numbri- ja tähemärgistused annavad valentselektronite elektronide konfiguratsiooni (nt VA rühma elemendi valentselektroni konfiguratsioon on s2lk3 5 valentselektroniga).
Veel üks viis kategoriseerimiseks elemente sõltub sellest, kas nad käituvad metallide või mittemetallidena. Enamik elemente on metallid. Need asuvad laua vasakpoolses servas. Parempoolses servas on mittemetallid, lisaks on vesinikul tavalistes tingimustes mittemetallilised omadused. Elemente, millel on mõned metallide ja mittemetallide omadused, nimetatakse metalloidideks või semimetallideks. Need elemendid paiknevad piki siksakilist joont, mis kulgeb rühma 13 vasakust ülaservast rühma 16 parempoolsest alumisest servast. Metallid on üldiselt head soojuse ja elektri juhid, tempermalmist ja kõrgtugevad ning neil on läikiv metalliline välimus. Seevastu enamus mittemetalle on soojuse ja elektri halvad juhid, kalduvad olema habras tahke ainega ja tal on füüsikaline vorm. Kui kõik metallid, välja arvatud elavhõbe, on tavaolukorras tahked, võivad mittemetallid toatemperatuuril ja rõhul olla tahked ained, vedelikud või gaasid. Elemente võib täiendavalt jagada rühmadesse. Metallide rühma kuuluvad leelismetallid, leelismuldmetallid, siirdemetallid, põhimetallid, lantaniidid ja aktiniidid. Mittemetallide rühmadesse kuuluvad mittemetallid, halogeenid ja väärisgaasid.