化學元素的性質隨著元素的原子序數的增加呈週期性變化的規律。元素週期律的簡稱。隨著被發現的元素數目增加，化學傢不斷探索元素性質的規律性。1829年德國J.W.德貝賴納第一個提出的規律是“三元素組”，即鋰、鈉、鉀，氯、溴、碘和硫、硒、碲等組元素性質相似，中間元素的性質介於前後兩個元素之間，其原子量約為前後兩種元素原子量的平均值。1862年法國A.-E.B.德尚庫托瓦提出“螺旋圖”，把已知元素按原子量由小到大循序排在繞著圓柱體的螺線上，某些性質相似的元素排在同一條母線上，如鋰、鈉、鉀和氯、溴、碘等，這是化學史上第一次提出的元素周期性。1865年J.A.R.紐蘭茲把已知元素按原子量由小到大循序排列成表時發現，從任一種元素算起，第8種元素的性質與第1種相似，他把這個規律稱為“八音律”。表的前二列幾乎與現代周期表第2、3周期相應，但因是按原子量大小機械排列，未能揭示元素間的內在聯系。1869年D.I.門捷列夫、J.L.邁爾彼此獨立地發現瞭元素周期律並給出相應的周期表。在內容和形式上兩張周期表是相似的，它們都按原子量遞增的順序排列元素，為尚未發現的元素留有空位，並對某些元素當時通用的原子量提出疑問或修改。門捷列夫還預言空位新元素的某些性質。當他所預言的類鋁（鎵）、類硼（鈧）、類矽（鍺）元素相繼被發現，它們的性質與預言的幾乎完全相同後，化學元素周期律獲得公認。1894～1899年，先後發現6種稀有氣體，門捷列夫和許多科學傢認為應在周期表上增添一個“零族”，進一步完善瞭元素周期表。1913年H.G.J.莫塞萊由X射線實驗結果提出原子序數，解決瞭原來按原子量增大順序排列出現的元素倒置的困惑。從此元素周期律的敘述改為：元素性質是原子序數的周期函數。20世紀30年代量子力學理論用原子的電子結構來解釋周期律，更加豐富瞭周期律的內涵。
周期律建立的意義在於它把自然界的元素看作是具有內在聯系的統一體，表明元素性質的變化是一個由量變到質變的過程，推動瞭新元素的發現和人工合成。周期律對於20世紀N.玻爾建立原子的殼層結構模型也具有十分重要的啟示作用，並促進瞭化學和物理學共同深入研究原子、分子的結構和性質。