Д. И. Менделеев изучает каменноугольную промышленность, едет в Донецкий бассейн, предлагает срочно строить новые железные дороги, сделать судоходным Донец, развить в Донецком бассейне железную промышленность и пр. Он издал свои труды «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца», «Мировое значение каменного угля в Донецком бассейне» и другие, в которых пропагандирует неотложную необходимость энергетического и химического использования углей Донецкого бассейна и многочисленных других месторождений России, в том числе Подмосковных, Кузнецких, Алтайских, Якутских, Кавказских (Тквибульских) и других.
Через несколько лет Д. И. Менделеев заинтересовался железорудной промышленностью Урала. Он выезжает с магнитологами для сбора материалов «о связи между местонахождением железной руды и магнитными аномалиями». В результате командировки появляется отчет «Уральская железная промышленность в 1899 г.», в котором Д. И. Менделеев ставит проблему Кузнецкого бассейна и предлагает ряд экономических мероприятий для развития металлургии на Востоке.
Для проведения сельскохозяйственных опытов с удобрениями он приобрел имение Боблово в Ярославской губернии и на протяжении нескольких лет изучал эффективность различных видов удобрений. Учениками и научными сотрудниками Д. И. Менделеева в этой области являлись ставшие потом знаменитыми Тимирязев и Густавсон. В течение нескольких лет Д. И. Менделеев увеличил урожай ржи почти в 2,5 раза. Профессора Петровской сельскохозяйственной академии привозили студентов смотреть хозяйство Д. И. Менделеева.
Ко многим научным открытиям Д. И. Менделеева подтолкнули смелые догадки. Вот как был им определен состав бездымного пороха. Не будучи специалистом в области взрывчатых веществ, он тем не менее не побоялся взяться за решение этой задачи. По поручению Морского министерства Д. И. Менделеев был командирован во Францию с заданием выяснить состав бездымного пороха. Французские власти предоставили ему возможность ознакомиться с заводом бездымного пороха, но отказались сообщить ему его состав. В связи с тем что завод имел отдельную железнодорожную ветку, Д. И. Менделееву приходит в голову мысль изучить опубликованные статистические отчеты железнодорожных перевозок сырья и продуктов на этот завод и на основе расчетов сделать вывод о составе пороха. По возвращении в Россию Д. И. Менделеев проверил свои расчеты опытами в университетской лаборатории. Продукт выдержал все испытания, и вскоре его начали производить в заводском масштабе.
В кратком очерке почти невозможно охватить исключительное разнообразие тематики и областей знания, в которых работал и которыми владел Д. И. Менделеев. В качестве примера многообразия его интересов можно привести ряд его устных и печатных выступлений против классицизма в гимназическом образовании, его страстную борьбу со спиритизмом, его выступления о судебной экспертизе, его большой экономический труд «Толковый тариф" его критическую статью по поводу картины Куинджи и т. п.