Д. И. Менделеев утверждал, что правильно поставленная педагогическая деятельность может способствовать развитию страны, если с её помощью у людей будет  воспитываться активность и трудолюбие. Они, по мысли ученого, должны противостоять, во-первых, утопиям мечтательности, желаниям постичь все одним порывом мысли; во-вторых, косности, довольствующейся обладаемыми богатствами либо достигнутыми успехами; в-третьих, кичливому скептицизму. В качестве примера для подражания Д. И. Менделеев рекомендовал простых, скромных тружеников, к которым сам относился с величайшим уважением.

     Д. И. Менделеев считал, что молодой человек в возрасте до двадцати лет (пока у него не появились другие наклонности) в состоянии овладеть и теоретическим содержанием науки, и необходимыми практическими навыками, которые будут развиваться в его дальнейшей деятельности.

    Он обращал также внимание на необходимость сократить сроки обучения за счет более четкой координации учебных планов по смежным дисциплинам и отмены переводных экзаменов.

     Учёный полагал, что необходимо введение двух различных дипломов для оканчивающих вузы: обычный и «с отличием» — на основании той оценки способностей, которая выявляется в высшем учебном заведении. Менделеев особенно высоко ценил научную самостоятельность, развитие которой считал одной из главных задач профессоров в высших учебных заведениях.

     Отмечая значение высшего образования в жизни общества, Д. И. Менделеев с этих позиций определяет и свое отношение к среднему образованию: «...среднее образование вообще есть только подготовка или к непосредственному жизненному образованию, или к обучению в высших учебных заведениях, куда должны входить лица, лишь способные к тому особому труду, который необходимо требовать в усиленных размерах в высших учебных заведениях».

     Истинное знание, по мнению ученого, состоит в умении видеть действительность, оценить условия, принять их в расчет и в соответствии с этим найти выполнимое решение.

     Интересны мысли Д. И. Менделеева об общем и специальном образовании. Д. И. Менделеев подчеркивал, что совершенство специального образования достигается не в высшем учебном заведении, а лишь путем самостоятельного и полного усвоения предмета в условиях жизненной обстановки. Эту истину, по его мнению, хорошо передает народная поговорка: «Век живи — век учись».

     Менделеев был одним из передовых ученых своего времени, рассматривающих вопросы образования с социальных и экономических позиций. Особенно плодотворными оказались его идеи о непрерывном и профессионально-техническом образовании. Впервые идея непрерывности образования была высказана им в 1871 г.: «Под этим словом я подразумеваю возможность для талантливых учеников низших училищ беспре­пятственного перехода в высшие заведения...»

     Ставя вопрос о соотношении общеобразовательной и профессиональной подготовки на всех ступенях обучения после посещения в 1888 г. технической школы, Менделеев писал: «Как натуралист больше всего я ценю приговор действительности, а жизнь многих рудников, виденных мною, показала, что лисичанская школа дает именно тот класс практических деятелей, каких вообще мало выпускают наши учебные заведения».

     «Слово» и «дело» — эти понятия красной нитью проходят через педагогические работы Менделеева. Ученый подчеркивал: «Призывая к теоретическим занятиям химией, я убежден, что зову людей к полезнейшему труду, к навыку правильно обращаться с природою, к готовности и возможности сделаться практиками...»

"Наука и промышленность - вот мои мечты"

     Такая точность явилась результатом экспериментальных исследований Д. И. Менделеева, описанных в работе «О колебании весов», это привело к убеждению, что измерить или взвесить какой-нибудь предмет невозможно без привлечения чуть ли не всех отраслей физики и математики.

     После принятия Положения о мерах и весах в 1899 году была организована поверочная служба, которая примерно за пять лет проверила в России более 12 миллионов мер и весов.

     Огромное внимание уделял Д. И. Менделеев вопросам освоения Северного Ледовитого океана, судоходству по нему, проблемам улучшения судоходства по внутренним водохранилищам России.

     Он также отмечал, что «можно с уверенностью достигнуть Северного полюса и проникнуть дней в 10 от мурманских берегов до Берингова пролива», что достижение Северного полюса обеспечивает «великий и мирный успех России» и представляет для неё «коммерческую и военно-морскую выгоду».

     Неоднократно указывал на необходимость рационального использования природных богатств страны и применения химии в различных отраслях хозяйства. В частности, уделял внимание вопросам применения химических удобрений в сельском хозяйстве.

     Разрабатывал проблемы орошения почв в районе нижней Волги, улучшения судоходства на реках России.

     Занимался проблемами освоения Арктики.

     Основу развития промышленного и сельскохозяйственного производства страны Д. И. Менделеев представлял как взаимодействие науки, экономики и техники. Он писал, что экономические вопросы в промышленных делах всегда стоят раньше технических, однако решению технических проблем предшествуют вопросы научные.

Менделеев много думал и писал о будущем России. При этом основные усилия он направлял на развитие промышленности, особенно химической, считая, что» центр понимания всей современной промышленности должно искать в сознательном пользовании химическими превращениями вещества».  

     В области изучения химических веществ во второй половине ХIХ в. и в России и за границей появлялось много нового и интересного. Как видный деятель химического общества, Д.И. Менделеев всячески способствовал популяризации научных химических знаний и их использованию в промышленности, в технике.  

     Так, совершая летом 1861 г. десятидневное путешествие по Неве и Ладожскому озеру в Финляндию, он интересуется минералами этих мест, в частности гранитами, даёт оценку возможности их использования как строительных материалов.

     Находясь проездом в Кракове в 1859г. , Д.И. Менделеев посещает соляные рудники Велички с огромными залами и галереями.

     В 1860г. в Мюнхене он знакомится с лабораториями Либиха и Штейнгеля, пополняет свои знания о производстве и применении минеральных удобрений.

     Работая в  начале 1862г. в Боровичах, на заводе сухой перегонки дерева, Д.И. Менделеев изучил технологический режим и предложил несколько изменить его. 

     Обширную, насыщенную программу изучения химической промышленности Д.И. Менделеев выполнил в 1867г. во Франции, находясь там на всемирной выставке в Париже. Он осмотрел парафиновый завод, солеварни, производство бертолетовой соли, белильной извести, хлороводорода, сульфата натрия, соды. На химическом заводе в городе Ниже он наблюдал производство серной кислоты, интересовался получением глинозёма и производством алюминия. В Страсбурге Менделеев осмотрел калийный, магниевый и натриевый рудники и цеха химических предприятий; бывая в Италии, он осматривал серные рудники.