Однако труды Менделеева получают широкое признание со стороны иностранных научных кругов: его приглашают в Лондон для прочтения Фарадеевской лекции, награждают многочисленными почетными званиями и медалями. Ученый был избран почетным членом Американской, Ирландской и Югославской академий наук, Дублинского королевского общества; действительным членом Лондонского королевского общества, Эдинбургского королевского общества; Римской, Бельгийской, Датской, Чешской, Краковской и других академий наук. Известные иностранные университеты – Кембриджский, Оксфордский, Геттингенский, Принстонский и другие – избирают его почетным доктором. Он становится также почетным членом нескольких десятков других иностранных обществ.
Оставив университет, Дмитрий Иванович уделяет внимание техническим и экономическим вопросам, ведя одновременно научную и большую литературную работу. Он пытается издавать газету под названием «Подъем» для освещения путей культурного и промышленного подъема России, но ему это запрещают. Менделеев активно участвует в издании Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона, редактируя в нем химико-технический и промышленный отделы и выступая в качестве автора ряда статей. В 1898 году его назначают хранителем (управляющим) Главной палаты мер и весов – он с огромным энтузиазмом трудится на этом поприще, впервые организовав в этой сфере большую научно-исследовательскую работу.
В последние годы своей жизни Д. И. Менделеев выпустил «Заветные мысли» и ряд статей, в которых высказался о важнейших проблемах народного хозяйства и культуры.
В 1906 году выходит его книга «К познанию России», содержащая многочисленные мысли ученого о путях дальнейшего развития отечественного народного хозяйства. Только в течение трех месяцев эта книга была переиздана несколько раз!
Целеустремленный, инициативный, обладающий огромной трудоспособностью и глубокими знаниями в самых разнообразных областях химии, физики, техники и других наук, человек-энциклопедия, человек-гений полностью отдавал себя служению своей родине и ее народу. В своих многочисленных работах он представлял полную смелых замыслов программу использования природных богатств и индустриализации России, поэтому с полным правом может быть назван отцом химизации ее промышленности и сельского хозяйства.
Менделеев интересовался также агрохимией, применением удобрений, качеством сельскохозяйственной продукции и т. п. Чтобы проводить сельскохозяйственные опыты с удобрениями, он приобрел имение Боблово в Ярославской губернии, где на протяжении нескольких лет изучал эффективность различных видов удобрений и разрабатывал методику полевых опытов (итоги были опубликованы в «Трудах Вольного экономического общества»), пропагандируя на заседаниях и в докладах применение фосфорных, азотных, калийных, известковых и органических удобрений. В этой области учениками и научными сотрудниками Дмитрия Ивановича являлись ставшие потом знаменитыми Тимирязев и Густавсон. О ведении сельского хозяйства в своем имении Боблово сам Менделеев писал: «Введено было многополье, хорошее, даже обильное удобрение, заведены были машины и устроено было правильное скотоводство, чтобы использовать луга и иметь свои удобрения». Старания ученого увенчались успехом: в течение нескольких лет он увеличил урожай ржи почти в 2,5 раза! Профессора Петровской сельскохозяйственной академии привозили студентов смотреть хозяйство Менделеева.
Вместе с тем в многочисленных статьях и высказываниях ученого проходит четкая мысль о взаимной связи и благотворном воздействии друг на друга сельского хозяйства и промышленности, говоря его же словами, «заводские, промышленные предприятия не враги, как хотят утверждать многие, а истинные союзники или родные братья сельскохозяйственной промышленности».
Изучая и решая злободневные промышленные и сельскохозяйственные проблемы, Менделеев широко применял математическую обработку данных и статистические методы, подходя к исследованию вопросов комплексно – с учетом всей совокупности научных, технических, экономических и географических моментов. Именно так подходил он к решению проблем северных морских путей сообщения (путь на Дальний Восток через Ледовитый океан, через Арктику), аэронавигационных сообщений, орошения почв Нижней Волги, поиска «центра поверхности и населенности России», придя к выводу, что «центр населенности двигается в сторону благодатного юга и обильного землей востока».