A.M. Бутлеров в 1861 году сформулировал основные принципы теории химического строения органических соединений и создал первую в России химическую научную школу. Теория Бутлерова определила качественно новый подход к пониманию строения соединений, стала основой для объяснения и прогнозирования свойств органических веществ, открыла путь для синтеза новых органических соединений. Д.И. Менделеевым в 1869 году был открыт Периодический закон, устанавливающий связь между свойствами химических элементов и их атомными массами. Этот фундаментальный закон природы является научной базой химической науки. А.Г. Столетов в 1888 - 1890 гг. провел цикл работ по изучение внешнего фотоэффекта и создал первый в мире фотоэлемент - преобразователь солнечного света в электрическую энергию. Работы Столетова дали рациональные основы для расчёта электродвигателей и динамомашин.