드미트리 멘델레예프 (러시아어: Дми́трий Ива́нович Менделе́ев, IPA: [ˈdmʲitrʲɪj ɪˈvanəvʲɪtɕ mʲɪnʲdʲɪˈlʲejɪf]; 1834년 2월 8일 – 1907년 2월 2일)는 러시아의 화학자이자 발명가이다. 원소를 원자량 순서로 배열하고, 유사한 화학적 특성을 가진 원소들이 주기적으로 나타나는 것을 발견하여 주기율표의 초기 버전을 개발한 것으로 가장 잘 알려져 있다.
멘델레예프는 1834년 시베리아 토볼스크에서 태어났다. 상트페테르부르크 대학교에서 교육을 받았으며, 1863년 상트페테르부르크 기술 연구소의 교수가 되었고, 1867년부터 1890년까지 상트페테르부르크 대학교에서 화학 교수로 재직했다.
그의 가장 위대한 업적은 1869년에 발표한 주기율표이다. 그는 당시 알려진 63개의 원소를 원자량에 따라 배열하고, 유사한 화학적 성질을 가진 원소들이 주기적으로 반복되는 패턴을 관찰했다. 특히, 그는 당시 발견되지 않은 원소들을 위해 주기율표에 빈칸을 남겨두고, 이들의 존재뿐만 아니라 그 화학적, 물리적 특성까지 정확하게 예측하여 과학계를 놀라게 했다. 예를 들어, 갈륨(Ga), 스칸듐(Sc), 게르마늄(Ge) 등은 멘델레예프의 예측에 따라 나중에 발견된 원소들이다. 이러한 예측은 주기율표의 타당성과 과학적 중요성을 확립하는 데 결정적인 역할을 했다.
멘델레예프는 화학 분야 외에도 유전학, 기상학, 석유 산업 등 다양한 분야에 관심을 가졌다. 그는 러시아 석유 산업의 발전에 기여했으며, 러시아 측정 및 중량 표준국을 설립하고 초대 국장이 되었다. 그의 과학적 공헌을 기리기 위해 원자 번호 101번 원소에 그의 이름을 따서 '멘델레븀(Mendelevium, Md)'이라는 이름이 붙여졌다. 멘델레예프는 1907년 72세의 나이로 상트페테르부르크에서 사망했다.