Dmitrijus Mendelejevas pirmąją periodinę lentelę išleido 1869 m. Jis parodė, kad kai elementai buvo užsakomi pagal atominis svoris, atsirado modelis, kuriame panašios elementų savybės periodiškai pasikartodavo. Remiantis fiziko Henrio Moseley darbu, periodinė lentelė buvo pertvarkyta atsižvelgiant į didėjantį atominį skaičių, o ne pagal atominį svorį. Pataisytą lentelę būtų galima panaudoti numatant dar neatrastų elementų savybes. Vėliau daugelis šių prognozių buvo pagrįstos eksperimentais. Tai paskatino suformuluoti periodinis dėsnis, kuriame teigiama kad cheminės savybės elementų priklauso nuo jų atominių skaičių.
Periodinėje lentelėje elementai išvardyti pagal atominį skaičių, tai yra protonų skaičius kiekviename to elemento atome. Atominio skaičiaus atomai gali turėti skirtingą neutronų (izotopų) ir elektronų (jonų) skaičių, tačiau išlieka tas pats cheminis elementas.
Periodinės lentelės elementai yra išdėstyti laikotarpiai (eilutės) ir grupes (stulpeliai). Kiekvienas iš septynių periodų yra paeiliui užpildytas atominiu skaičiumi. Grupės apima elementus, turinčius:
ta pati elektronų konfigūracija jų išoriniame apvalkale, o tai lemia grupiniuose elementuose turinčios panašias chemines savybes.Yra du grupių rinkiniai. A grupės elementai yra: reprezentaciniai elementai, kurių išorinės orbitalės yra s arba p polaidžiai. B grupės elementai yra: neatstovaujantys elementai, kurie iš dalies užpildė du antrinius lygius ( pereinamieji elementai) arba iš dalies užpildytus subkampius ( lantanido serija ir aktinidų serija). Romėniški skaičių ir raidžių žymėjimai suteikia valentinių elektronų elektronų konfigūraciją (pvz., VA grupės elemento valentinių elektronų konfigūracija bus s2p3 su 5 valentiniais elektronais).
Kitas būdas suskirstyti į kategorijas elementai priklauso nuo to, ar jie elgiasi kaip metalai, ar kaip metalai. Dauguma elementų yra metalai. Jie randami kairėje stalo pusėje. Dešinėje dešinėje pusėje yra nemetalų, be to, vandenilis įprastomis sąlygomis rodo nemetalines savybes. Elementai, kurie turi kai kurias metalų savybes ir kai kurias nemetalų savybes, vadinami metaloidais arba pusmetaliais. Šie elementai aptinkami zig-zag linija, einančia iš 13 grupės viršutinės kairės pusės į 16 grupės apatinę dešinę. Metalai paprastai yra geri šilumos ir elektros laidininkai, yra kaliojo ir kaliojo, turi metalo blizgesį. Priešingai, dauguma nemetalų yra silpni šilumos ir elektros laidininkai, paprastai yra trapios kietos medžiagos ir gali įgyti bet kurią iš daugelio fizinių formų. Nors įprastomis sąlygomis visi metalai, išskyrus gyvsidabrį, yra kieti, kambario temperatūroje ir slėgyje nemetalai gali būti kietos medžiagos, skysčiai arba dujos. Elementus galima dar padalinti į grupes. Metalų grupes sudaro šarminiai metalai, šarminiai žemės metalai, pereinamieji metalai, pagrindiniai metalai, lantanidai ir aktinidai. Nemetalų grupes sudaro nemetalai, halogenai ir tauriosios dujos.