Vedec je autorom základného výskumu vo fyzike, chémii, meteorológii, metrológii, ekonómii, základných prácach v poľnohospodárstve, letectve, verejnom vzdelávaní, chemickej technológii a ďalších prácach súvisiacich s potrebami výrobných síl Ruska.
V rokoch 1854 - 1856 skúmal fenomén izomorfizmu, popisoval vzťah medzi chemickým zložením zlúčenín a ich kryštalickou formou, ako aj závislosť elementárnych vlastností od hodnoty atómových objemov.
V roku 1860 vedec objavil kritickú teplotu alebo teplotu absolútneho varu tekutín.
Dmitrij Mendeleev je autorom prvej ruskej učebnice organickej chémie v roku 1861.
V roku 1859 navrhol zariadenie na určovanie hustoty kvapaliny - pyknometer.
Propagačné video:
D Mendeleev skúmal plyny av roku 1874 našiel všeobecnú rovnicu stavu ideálneho plynu.
Vedec predložil v roku 1877 hypotézu o pôvode ťažkých kovov z karbidov ropy. Dnes to väčšina vedcov neakceptuje. D. Mendeleev navrhol zásadu frakčnej destilácie pri rafinácii ropy.
V roku 1880 predložil myšlienku podzemného splyňovania uhlia.
Pracoval v oblasti chemizácie poľnohospodárstva, podporoval používanie minerálnych hnojív a zavlažovanie pôdy.
V rokoch 1890 - 1892 sa vedec spolu s I. Cheltsovom podieľal na laboratórnom vývoji bezdymového prášku.
Je autorom viacerých prác v oblasti metrológie, navrhol najpresnejšie techniky váženia, vyvinul najlepší návrh vahadla a zámku, vytvoril presnú teóriu mierok.
V niektorých rokoch bol záujem Dmitrija Mendeleeva blízky mineralogii. A teraz je jeho zbierka minerálov starostlivo uchovávaná v múzeu Katedry mineralógie Petrohradskej univerzity. Z jeho stola je drahokamový prášok najlepším exponátom vo vitríne z kremeňa. Kresbu Drúzu vložil do prvého vydania Všeobecnej chémie v roku 1903.
Zatiaľ čo ešte bol študentom, Dmitrij Mendeleev vykonával práce v oblasti izomorfizmu v mineráloch.
Cesta Dmitrija Mendeleeva vo vede začala pozorovaním sklárskych procesov. Možno, že táto skutočnosť zohrala rozhodujúcu úlohu pri výbere, pretože táto téma skutočne súvisí priamo s chémiou silikátov a prirodzene prichádza do kontaktu s jeho výskumom v tej či onej podobe.
Pri štúdiu skla Dmitrij Mendeleev dokázal lepšie porozumieť povahe zlúčenín kremíka a na tejto látke dokázal všeobecne rozoznať dôležité vlastnosti chemickej zlúčeniny.
Dmitrij Mendeleev venoval asi 30 svojich prác témam silikátovej chémie, výroby skla a sklovitého stavu.