Иван Николаевич Крамской - один из создателей жанра социально-психологического портрета, автор галереи портретов своих современников: писателей, художников, деятелей науки и культуры, крестьян.
Портрет Д.И. Менделеева – один из многих портретов этого цикла, все работы которого проникнуты большим уважением к людям, изображенным на полотнах.
Д.И. Менделеев написан на нейтральном темном фоне, акцент сделан на лицо. Оно выделяется светлым пятном и мягким светом контрастирует над преобладанием тусклых красок. Мы видим ученого в глубокой задумчивости: взгляд устремлен вперед, глаза грустны, наполнены какой-то отвлеченной мыслью.В тонких изящных пальцах папироса. Как известно, Дмитрий Иванович много курил. Табак он закупал самостоятельно, самого лучшего качества, и сам же крутил себе папиросы.
Художник запечатлел Д.И. Менделеева в период кризиса, который продолжался несколько лет и был обусловлен семейной драмой и трудностями в научной работе, связанной с поиском мирового эфира.
В конце 70-х годов ученый испытывал творческую неудовлетворенность, поскольку не мог в полной мере реализовать свой творческий потенциал. К этому прибавились еще и проблемы в личной жизни: охлаждение отношений с женой Феозвой Никитичной, приведшее в конце концов к разводу. В тот же период у Менделеева зародилось большое чувство к Анне Ивановне Поповой (ставшей впоследствии его женой), чувство,бывшее на первых порах причиной многих тревог и сомнений. Ухудшилось и состояние здоровья: он заболел плевритом.