Ученият е автор на фундаментални изследвания в областта на физиката, химията, метеорологията, метрологията, икономиката, фундаменталните работи по селското стопанство, аеронавтиката, народната просвета, химическите технологии и други произведения, свързани с нуждите на производителните сили на Русия.
През 1854-1856 г. той изследва феномена изоморфизъм, описвайки връзката между химичния състав на съединенията и тяхната кристална форма, както и зависимостта на елементарните свойства от стойността на атомните обеми.
През 1860 г. учен открива критичната температура или температура на абсолютно кипене на течности.
Дмитрий Менделеев е автор на първия руски учебник „Органична химия“през 1861г.
През 1859 г. той проектира устройство за определяне на плътността на течност - пикнометър.
Промоционално видео:
Д Менделеев изследва газовете и през 1874 г. открива общото уравнение на състоянието за идеален газ.
Ученият излага през 1877 г. хипотеза за произхода на тежки метали от карбиди на нефт. Днес тя не е приета от повечето учени. Д. Менделеев предложи принципа на фракционната дестилация при рафинирането на маслото.
През 1880 г. той излага идеята за подземна газификация на въглища.
Той работи върху химикализацията на селското стопанство, насърчава използването на минерални торове и напояването на земята.
През 1890-1892 г. ученият, заедно с I Челцов, участва в лабораторната разработка на бездимен прах.
Той е автор на редица трудове по метрология, предложи най-точните техники за претегляне, разработи най-добрия дизайн на рамото и ключалката, създаде точната теория на кантара.
В някои години интересът на Дмитрий Менделеев беше близък до минералогията. И сега колекцията му от минерали се съхранява внимателно в музея на Катедрата по минералогия на Санкт Петербургския университет. От масата му най-добрият експонат в кварцовата витрина е най-добрият експонат. Рисунката на Друза е поставена от него в първото издание на Общата химия през 1903 година.
Докато беше студент, Дмитрий Менделеев изпълняваше работа по изоморфизма на минералите.
Пътят на Дмитрий Менделеев в науката започна с наблюдението на процесите на производство на стъкло. Може би този факт е изиграл решаваща роля при избора, защото наистина тази тема е пряко свързана с химията на силикатите и естествено влиза в контакт с неговите изследвания под една или друга форма.
Когато изучава стъкло, Дмитрий Менделеев успя да разбере по-добре естеството на силициевите съединения и по това вещество той успя да различи важните характеристики на химичното съединение като цяло.
Дмитрий Менделеев посвети около 30 от своите произведения на темите за силикатната химия, направата на стъкло и състоянието на стъклото.