Громадный исполин расположен на юге острова Кунашир Большой Курильской гряды. Его видно с моря ещё до появления береговой линии. Вулкан, названный в честь величайшего русского химика в 1946 году, зовётся среди местного населения Спящей Красавицей. Он действительно дремлет, иногда недовольно вздыхая, а его контуры с высоты напоминают лежащую девушку. Этому природному объекту был присвоен статус памятника и особо охраняемой территории. Здесь дыхание земли становится особенно жарким. Сквозь трещины, канавы и родники вылетает горячий пар вперемешку с вулканическим газом.
Значительные извержения вулкана происходили несколько раз за всю его историю. Каждый выброс лавы наслаивал свою часть, формируя центральный купол. Последнее мощное пробуждение происходило в 1880 году.
Вулкан укрыт густыми лесами, в которых вперемешку растут хвойные и лиственные деревья, кое-где они расступаются и пропускают курильский бамбук и кедровый стланик. К подножью вулкана примыкает известная сахалинская лечебница, расположенная в военном посёлке Горячий Пляж. В её бассейны по бамбуковой трубопроводной системе, сооруженной ещё японцами, бежит горячая вода из вулканических источников.
Вулкан Менделеева - сложный стратовулкан с центральным экструзивным куполом. Высота 886 м (по другим данным - 888 м). Конус вулкана окружён обширной кальдерой и сформирован андезитовыми и андезито-базальтовыми лавами. Основной состав лав - кварцевый оливинсодержащий дацит. Внутреннее строение вулкана Менделеева представляет собой систему поверхностных и глубинных магматических очагов. Основной периферический очаг диаметром около 2 км располагается непосредственно под вулканом на глубине 4,5 км, глубинный магматический очаг находится на глубинах 30-60 км.
Статус государственного памятника природы был присвоен ему в 1983 году.