Mendeleev cũng có những đóng góp quan trọng khác cho hoá học. Nhà hoá học và lịch sử khoa học Nga L.A. Tchugayev đã coi ông là "một nhà hoá học thiên tài, nhà vật lý hàng đầu, một nhà nghiên cứu nhiều thành quả trong các lĩnh vực thuỷ động lực học, khí tượng học, địa chất học, một số nhánh của công nghệ hoá học (ví dụ chất nổ, hoá dầu, và nhiên liệu) và những ngành khác gần với hoá học và vật lý, một chuyên gia tinh thông về công nghiệp hoá học và công nghiệp nói chung, và một nhà tư tưởng độc đáo trong lĩnh vực kinh tế." Mendeleev là một trong những người sáng lập, năm 1869, Viện Hoá học Nga. Ông đã làm việc về lý thuyết và thực hành chủ nghĩa bảo hộ thương mại và về nông nghiệp.

Trong một nỗ lực trong một quan niệm hoá học về Ête, ông đã đưa ra những lý thuyết rằng có sự tồn tại của hai nguyên tố hoá học trơ với trọng lượng nguyên tử nhỏ hơn hydro. Trong hai nguyên tố đề xuất đó, ông cho rằng nguyên tố nhẹ hơn là một loại khí có khả năng xâm nhập mọi nơi và hiện diện ở khắp nơi, và nguyên tố hơi nặng hơn là một nguyên tố đề xuất, coronium.

Mendeleev dành hầu hết việc nghên cứu của mình và có những đóng góp quan trọng cho việc xác định bản chất của những thành phần vô hạn như các dung dịch.

Trong một lĩnh vực khác của vật lý hoá học, ông đã nghiên cứu sự nở rộng của các chất lỏng với nhiệt độ, và phát minh một công thức tương tự như định luật Gay-Lussac về sự đồng nhất của sự nở rộng của các khí, trong khi ngay từ năm 1861 ông đã đoán trước quan niệm của Thomas Andrews về nhiệt độ tới hạn của các khí bằng các định nghĩa điểm sôi tuyệt đối của một vật chất khi nhiệt độ mà ở đó sự liên kết và nhiệt của sự bay hơi trở nên bằng không và dung dịch chuyển thành hơi, không cần biết tới áp suất và thể tích.

Mendeleev được coi là người đưa hệ mét vào sử dụng tại Đế quốc Nga.

Ông đã phát minh ra pyrocollodion, một kiểu bột không khói dựa trên nitrocellulose. Công trình này do Hải quân Nga đặt hàng, tuy nhiên không được chấp nhận sử dụng. Năm 1892 Mendeleev đã tổ chức việc sản xuất nó.

Mendeleev đã nghiên cứu nguồn gốc dầu mỏ và kết luận rằng các hydrocarbon là tự sinh và hình thành ở sâu bên trong quả đất.Ông viết: "Thực tế chính yếu cần lưu ý là dầu hoả sinh ra ở sâu trong quả đất, và chỉ tại đó chúng ta tìm kiếm nguồn gốc của nó." (Dmitri Mendeleev, 1877)[14]