Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā ir visi mūsdienās zināmie ķīmiskie elementi. Pirmo ķīmisko elementu periodisko izkārtojumu 1869. gadā ieviesa krievu ķīmiķis Dmitrijs Mendeļejevs (Дмитрий Иванович Менделеев), tāpēc dažreiz ķīmisko elementu periodisko tabulu mēdz dēvēt arī par Mendeļejeva tabulu. Lai arī Mendeļejeva tabulā tika iekļauti vien 19. gs. 70. gados zināmie elementi, krievu zinātnieks paredzēja vairāku neidentificētu ķīmisko elementu īpašības, balstoties pēc to periodiskuma, kas ļāva atklāt citus mūsdienās zināmos ķīmiskos elementus.

Mūsdienu ķīmisko elementu periodiskajā tabulā ir sakārtoti 118 ķīmiskie elementi, no kuriem 90 ir sastopami dabā pietiekamā daudzumā (citos avotos tiek minēti 94 vai 98 dabiskie elementi, bet šie četri vai astoņi elementi rodas radioaktīvās sabrukšanas rezultātā un ir sastopami niecīgos daudzumos). Pārējie ķīmiskie elementi ir mākslīgi iegūti laboratorijās vai atomreaktoros. 

Standarta periodiskās tabulas katrā iedaļā ir norādīts: elementa nosaukums, simbols, kārtas skaitlis jeb atomskaitlis un relatīvā atommasa. Katram ķīmiskajam elementam periodiskajā sistēmā ir savs kārtas numurs jeb atomskaitlis (Z), kas ir vienāds ar protonu un elektronu (neitrāliem atomiem) skaitu atoma kodolā. Elementus, kuriem ir vienāds protonu skaits, bet atšķirīgs neitronu skaits, sauc par izotopiem. Izotopus atsevišķi neizdala periodiskajā tabulā, bet iekļauj zem viena elementa (piemēram, ogleklim ir trīs izotopi, visiem protonu skaits ir 6, bet neitronu skaits var būt 6, 7 vai 8).

Ķīmiskie elementi periodiskajā tabulā ir sakārtoti septiņos periodos (horizontālās rindas) un 16 grupās (vertikālās rindas). Periodi ir sakārtoti atomskaitļa un ķīmisko elementu relatīvās atommasas pieaugošā secībā. Grupas ir sadalītas divās daļās – astoņās A grupās (1.A–8.A) un astoņās B grupās (1.B–8.B). Grupās ir sakārtoti elementi ar līdzīgām īpašībām (piemēram, 1.A grupu dēvē par sārmu metāliem, 2.A grupu – sārmzemju metāliem, 7.A grupu – halogēniem, bet 8.A grupu – cēlgāzēm).

Periodiskā tabula ir sadalīta četros blokos (s, f, d, un p blokā), kas nosaka to, kurā enerģijas apakšlīmenī atrodas “pēdējais” elementa elektrons. Atsevišķi izdala lantanoīdus un aktinoīdus, ko parasti mēdz attēlot periodiskās tabulas lejasdaļā. Lantanoīdi ir 14 elementu saime 6. periodā aiz lantāna, bet aktinoīdi – 14 elementu saime 7. periodā aiz aktīnija. Vēl elementus periodiskajā tabulā var iedalīt metālos, metaloīdos jeb pusmetālos un nemetālos, no kuriem gandrīz 3/4 pieder pie metāliem.

Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā ir šādi elementi (augošā secībā pēc relatīvās atommasas): ūdeņradis, hēlijs, litijs, berilijs, bors, ogleklis, slāpeklis, skābeklis, fluors, neons, nātrijs, magnijs, alumīnijs, silīcijs, fosfors, sērs, hlors, argons, kālijs, kalcijs, skandijs, titāns, vanādijs, hroms, mangāns, dzelzs, kobalts, niķelis, varš, cinks, gallijs, germānijs, arsēns, selēns, broms, kriptons, rubīdijs, stroncijs, itrijs, cirkonijs, niobijs, molibdēns, tehnēcijs, rutēnijs, rodijs, pallādijs, sudrabs, kadmijs, indijs, alva, antimons, telūrs, jods, ksenons, cēzijs, bārijs, lantāns, cērijs, prazeodīms, neodīms, prometijs, samārijs, eiropijs, gadolīnijs, terbijs, disprozijs, holmijs, erbijs, tūlijs, iterbijs, lutēcijs, hafnijs, tantals, volframs, rēnijs, osmijs, irīdijs, platīns, zelts, dzīvsudrabs, tallijs, svins, bismuts, polonijs, astats, radons, francijs, rādijs, aktīnijs, torijs, protaktīnijs, urāns, neptūnijs, plutonijs, amerīcijs, kirijs, berklijs, kalifornijs, einšteinijs, fermijs, mendeļejevijs, nobēlijs, lourensijs, rezerfordijs, dubnijs, sībordžijs, borijs, hasijs, meitnerijs, darmštatijs, rentgenijs, kopernikijs, nihonijs, flerovijs, moskovijs, livermorijs, tenesīns, oganesons.

Ķīmiskie elementi periodiskajā tabulā ir sakārtoti pa periodiem un grupām, jo tas ļauj noteikt svarīgu informāciju par elementu īpašībām. Perioda numurs norāda to, cik katram elementam ir enerģijas līmeņu. Tā kā kopā ir septiņi periodi, tad maksimālais enerģijas līmeņu skaits ķīmiskajam elementam ir septiņi. Periodos no kreisās uz labo pusi samazinās elementa metāliskās īpašības un pieaug nemetāliskās īpašības. Grupas numurs (A grupu elementiem) ļauj noteikt to, cik katram elementam ir elektronu ārējā enerģijas līmenī, kā arī tas parāda elementa augstāko oksidēšanās pakāpi. Turklāt A grupas elementiem virzienā no augšas uz leju pastiprinās metāliskās īpašības.

Periodiskā tabula ļauj paredzēt vairākas elementu fizikālās īpašības, piemēram, atoma rādiusu, elementa jonizācijas enerģiju un elektronegativitāti. Periodos virzienā no kreisās uz labo pusi un grupās no lejas uz augšu pieaug elementa elektronegativitāte un jonizācijas enerģija, bet tieši pretēji – periodos virzienā no labās uz kreiso un grupās no augšas uz leju palielinās atoma rādiuss. Tipiskākās ķīmiskās īpašības no periodiskās tabulas iespējams noteikt metāliskajiem un nemetāliskajiem elementiem. Metāliskajiem elementiem (ārējā enerģijas līmenī 1–2 elektroni) raksturīga spēja atdot elektronus ķīmiskajās pārvērtībās, veidojot pozitīvi lādētus jonus. Šo procesu dēvē par oksidēšanos. Pretēji notiek nemetāliskajiem elementiem (ārējā enerģijas līmenī 5–7 elektroni), kuri pievieno elektronus ķīmiskajās pārvērtībās, veidojot negatīvi lādētus jonus. Šo procesu dēvē par reducēšanos.

Pēc elektronu konfigurācijas hēlijam būtu jābūt 2.A grupā, blakus ūdeņradim un tieši virs berilija, taču hēlijs ir nemetāls (gāze), un tas neiederas 2.A grupā, kurā visi elementi ir metāli. Tādēļ hēliju ir pieņemts novietot 8.A grupā pie cēlgāzēm, kas arī nav precīzi, jo visām cēlgāzēm ārējā enerģijas līmenī ir 8 elektroni, bet hēlijam – 2.