Elementleri sınıflandırma çabaları, kimyanın ilk dönemlerine kadar uzanır. İlk denemeler, elementlerin metal ve ametaller olarak ayrılmasıyla başlamıştır. Daha sonra, elementlerin atom ağırlıklarına göre sıralanması gibi farklı yaklaşımlar denenmiştir.
Johann Wolfgang Döbereiner, 1829'da benzer özelliklere sahip elementleri üçlü gruplar halinde sınıflandırmıştır. Örneğin, lityum (Li), sodyum (Na) ve potasyum (K) benzer özellikler gösterir ve bir üçlü oluşturur. Döbereiner, ortadaki elementin atom ağırlığının, diğer iki elementin atom ağırlıklarının ortalamasına yakın olduğunu fark etmiştir. Ancak, tüm elementler bu şekilde sınıflandırılamadığı için bu yaklaşım sınırlı kalmıştır.
John Newlands, 1865'te elementleri atom ağırlıklarına göre sıraladığında, her sekizinci elementin benzer özellikler gösterdiğini fark etmiştir. Bu durumu müzikteki oktavlara benzeterek Oktavlar Yasası olarak adlandırmıştır. Ancak, bu yasa sadece kalsiyuma kadar olan elementler için geçerliydi ve daha ağır elementlerde tutarlılık göstermiyordu.
Dmitri Mendeleyev ve Julius Lothar Meyer, 1869'da birbirinden bağımsız olarak periyodik tablonun ilk versiyonlarını geliştirmişlerdir. Mendeleyev, elementleri atom ağırlıklarına göre sıralamış ve benzer özelliklere sahip elementleri alt alta gelecek şekilde düzenlemiştir. En önemli özelliği, henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığını öngörmesi ve bu elementlerin özelliklerini tahmin edebilmesidir. Mendeleyev'in tablosu, bazı elementlerin atom ağırlıklarının yanlış olduğunu ve düzeltilmesi gerektiğini de göstermiştir. Meyer ise elementlerin atom hacimlerini kullanarak benzer bir tablo oluşturmuştur.
Günümüzde kullanılan periyodik tablo, Henry Moseley'in çalışmalarıyla şekillenmiştir. Moseley, elementlerin atom numaralarını (proton sayılarını) keşfetmiş ve elementlerin özelliklerinin atom ağırlıklarından ziyade atom numaralarına bağlı olduğunu göstermiştir. Bu keşif, periyodik tablonun temelini oluşturmuş ve elementlerin daha doğru bir şekilde sınıflandırılmasını sağlamıştır.
