在化學元素週期表中，哪些元素已經被發現並成功合成?
原子序從1至118
德國化學家奧古斯特·凱庫勒曾於1858年觀察到碳通常和其他元素以1比4的比例結合，如擁有1個碳原子和4個氫原子的甲烷。這個概念最後被稱為化合價。1864年，德國化學家尤利烏斯·洛塔爾·邁耶爾發表了一張以化合價排列的元素表，包括了49個當時已知的元素。從該表能看出，擁有相似特性的元素一般有相同的化合價。英國化學家約翰·紐蘭茲在1864至1865年間攢寫了一連串的論文，描述他自己的一套元素歸類方式：當元素根據原子量從輕至重排列後，相似的物理及化學特性以每8個元素的周期重復，他將此比喻為音樂中的八度。這所謂的八行週期律卻受到人們的諷刺，而化學學會也拒絕發布他的研究。不過，紐蘭茲能夠畫出一張元素列表，並以此預測了新的元素，如鍺。化學學會在承認了門捷列夫的成果五年之後才承認紐蘭茲的發現的重要性。俄羅斯化學教授德米特里·門捷列夫和德國化學家尤利烏斯·洛塔爾·邁耶爾分別在1869和1870年獨立發表了他們的週期表。他們的週期表各式相似：以原子量橫向或豎向排列元素，並在元素特性重復時另開一行或一列。門捷列夫的列表的成功是由於兩點：首先他在表中留下空格，對應於還沒有發現的元素。門捷列夫並不是第一位這樣做的化學家，但他是第一位通過週期表中的趨勢預測未知元素的特性的人。第二，他決定有時不按原子量排序，而與相鄰的元素互換，如鈷和鎳，以此將元素依照化學族分類。隨著原子結構理論的發展，人們發現原來門捷列夫的元素是按照原子序排列的。
化學元素週期表是根據原子序從小至大排序的化學元素列表。列表大體呈長方形，某些元素週期中留有空格，使化學性質相似的元素處在同一族中，如鹵素及惰性氣體。這使週期表中形成元素分區。由於週期表能夠準確地預測各種元素的特性及其之間的關係，因此它在化學及其他科學範疇中被廣泛使用，作為分析化學行為時十分有用的框架。現代的週期表由德米特里·門捷列夫於1869年創造，用以展現當時已知元素特性的週期性。自此，隨著新元素的發現和理論模型的發展，週期表的外觀曾經過改變及擴張。通過這種列表方式，門捷列夫也預測了一些當時未知元素的特性，以填補週期表中的空格。其後發現的新元素的確有相似的特性，使他的預測得到証實。化學元素週期表將各個化學元素依據原子序編號，並依此排列。原子序從1至118的所有元素都已被發現並成功合成，其中第113、115、117、118號元素在2015年12月30日獲得IUPAC的確認。 而其中直到鉲的元素都在自然界中存在，其餘的都是在實驗室中合成的。目前Og之後的元素的合成正在進行中，帶出了如何擴展元素週期表的問題。1789年，安托萬·拉瓦錫發布了包括33種化學元素的列表。拉瓦錫將元素歸類為氣體、金屬、非金屬和土質，而化學家在之後的一個世紀裡一直尋找更準確的分類方式。1829年，約翰·德貝萊納觀察到許多元素能根據化學特性三個成組，例如鋰、鈉和鉀便能歸為軟而活性的金屬。德貝萊納也發現，當每組的三個元素按原子量排列時，第二個元素往往大約是第一和第三個元素的平均。這之後被稱為三耦律。德國化學家利奧波德·蓋墨林使用這個系統，直到1843年已辨認出三個一組的10組，四個一組的3組，以及五個一組的1組。讓-巴蒂斯特·杜馬於1857年發表他的成果，描述了不同金屬組之間的關係。雖然許多化學家能夠找到小組元素之間的關係，但他們仍沒有發展出一套能涵蓋所有元素的系統。
原子序數是一個原子核內質子的數量，也決定元素的性質。擁有同一原子序數的原子屬於同一化學元素。例如所有的碳原子的原子核都有六個質子，因此碳的原子序數是6。碳原子可能會有不同個數的中子，這些就是碳的同位素。原子核中質子的個數決定了原子核的電荷，因此也決定了原子在電中性時的電子個數。電子會填入其原子軌域中，決定原子各種的化學性質。中子的個數對於原子的化學性質影響不大。例如所有的碳原子因為有六個質子及六個電子，即使其中子可能有六個或是八個，其化學特性幾乎相同。因此在化學上，是由原子序數來識別一化學元素的特性，而不是用其質量數。一般原子序數會寫在元素符號的左下方，但因為一個元素的原子序數是確定的，因此這個值很少會這樣寫出來。
基因表現是用基因中的資訊來合成基因產物的過程。產物通常是蛋白質，但對於非蛋白質編碼基因，如轉運RNA和小核RNA，產物則是RNA。所有已知生物都通過基因表現來生成生命所需的高分子物質。基因表現的過程可分為轉錄、RNA剪接、轉譯、蛋白質的轉譯後修飾這幾步。基因表現調控控制細胞的結構與功能，同時也是細胞分化、形態發生及生物體的多功能性和適應性的基礎。不同的時間、不同的環境，以及不同部位的細胞，或是基因在細胞中的含量差異，皆可能使基因產生不同的表現。基因調節也可以作為進化變化的受質，因為基因表現的時間，位置和數量的控制可以對基因在細胞或多細胞生物體中的功能具有深遠的影響。在遺傳學中，基因表現是基因型產生表型的最基本的層次。