门捷列夫发现化学元素的周期性,依照原子量制作出世界上第一张元素周期表,并据以预见了一些尚未发现的元素。他的著作《化学原理》在19世纪后期和20世纪初,被国际化学界公认为标准著作。
门捷列夫对俄国计量事业的发展做出了重要贡献。1893年,被任命为度量衡总局的局长。1894年,开始俄国计量原器的重新制造工作,亲自去英国,督查在那里制造的半沙绳、俄尺、俄磅等衡器的制造情况,然后将所做样品与相应的英国及国际公制原器进行精确对比。在他的领导下,度量衡检定总局建立称量检验室、温度计检验室、电量检验室、光度计检验室、水量计检验室和气量计检验室,同时推行度量衡标准和建立新的检查监督体系。1899年,俄国推行《度量衡条例》和国际通用的计量单位——米制。