نظائر العناصر الكيميائية ذرات للعنصر نفسه تحمل العدد الذري ذاته، أي عدد البروتونات نفسه، لكنها تختلف في عدد النيوترونات ومن ثم في الكتلة الذرية. تشغل نظائر العنصر المكان نفسه في الجدول الدوري، لكنها قد تختلف في الاستقرار والنشاط الإشعاعي وبعض الخصائص الفيزيائية. تستخدم النظائر في الطب والتأريخ الجيولوجي والطاقة النووية والبحث العلمي وتتبع العمليات الكيميائية والبيولوجية. تكمن أهميتها في أنها تكشف أن هوية العنصر تحددها البروتونات، بينما تمنح النيوترونات تنوعاً داخل العنصر الواحد.

تخليق العناصر عملية تكوّن العناصر الكيميائية داخل النجوم عبر الاندماج النووي والالتقاط النيوتروني. تبدأ النجوم بدمج الهيدروجين لتكوين الهيليوم، ثم يؤدي ارتفاع الحرارة والضغط في مراكزها إلى تفاعلات تنتج الكربون والأكسجين وعناصر أثقل. في النجوم الكبيرة تستمر المراحل حتى تتكون عناصر مستقرة مثل الحديد، ثم يؤدي انهيار النجم وانفجاره كمستعر أعظم إلى ظروف تسمح بتكوين العناصر الثقيلة مثل الذهب واليورانيوم. تفسر هذه العملية وجود معظم العناصر في الكون والأرض.

تصنيف غولدشميت تصنيف جيوكيميائي للعناصر الكيميائية يوزع العناصر بحسب الطور المفضّل لوجودها كمعدن في الطبيعة؛ وضعه فيكتور غولدشميت ويجمع العناصر في أربعة أطوار رئيسية: lithophile عناصر محبّة للصخر، siderophile عناصر محبّة للحديد، chalcophile عناصر محبّة للكالكوجين، atmophile عناصر محبّة للغاز، وقد ينتمي بعض العناصر لأكثر من طور واحد.

مراجع بيانات العناصر الكيميائية مجموعة مرجعية تجمع القيم الموصى بها لخصائص العناصر مثل الكتلة الذرية والتوزيع الإلكتروني والقساوة والكثافة، مع روابط مرجعية وقوائم منظمة تساعد الباحثين والطلبة على الوصول إلى بيانات معيارية ومقارنة قياسات الخصائص عبر العناصر المختلفة.

عناصر مندلييف المتوقعة مصطلح يطلق على العناصر الكيميائية التي تنبأ بها ديمتري مندلييف أثناء وضعه للجدول الدوري عام ١٨٦٩ استنادًا إلى الانتظام الدوري للخواص، ووُسمت بسوابق سنسكريتية مثل إيكا و دفي و تري للدلالة على عنصر يقع تحت آخر في العمود ذاته؛ مثال ذلك إيكا-سيليكون للعنصر الذي صار لاحقًا الجرمانيوم ودفي-منغنيز الذي صار الرينيوم.