À un point de la surface de Mercure, un observateur verrait au cours d'un jour mercurien le Soleil se lever et monter jusqu'au zénith pour s'arrêter, puis revenir en arrière et s'arrêter de nouveau avant de repartir dans le sens « normal ». Ce phénomène s'explique par la variation de la vitesse orbitale de Mercure.

Quatre jours avant le périhélie, la vitesse orbitale de Mercure est égale à sa vitesse de rotation ; le mouvement du Soleil semble s'arrêter. Puis au périhélie, la vitesse orbitale de Mercure excède la vitesse de rotation et le Soleil semble alors avoir un mouvement rétrograde. Quatre jours après le périhélie, le Soleil reprend un mouvement apparent normal.

Avant 1962, les astronomes pensaient que Mercure était synchronisée avec le Soleil par effet de marrée, présentant toujours la même face au Soleil (la période de rotation étant égale à la période de révolution, ou « un an égal un jour »). En 1965, des observations par radar à effet Doppler ont permis de révéler que la période de rotation de Mercure est en fait exactement égale aux 2/3 de sa révolution autour du Soleil (ce qu'on appelle une résonance 3:2). Pour garder une telle période de rotation en étant aussi proche du Soleil, Mercure dispose d'une orbite elliptique inclinée de 7°, ainsi qu'une forte excentricité. La raison pour laquelle les astronomes pensaient que Mercure était synchronisé par effet de marrée était qu'à chaque fois que Mercure était la mieux placée pour être observée, elle se trouvait toujours sur le même point de sa résonance orbitale 3:2, montrant ainsi la même face ; ce qui serait aussi le cas si elle était totalement synchronisée avec le Soleil.

Mercure tourne 59 fois moins vite que la Terre.

En raison de sa résonance 3:2, bien qu'une journée sidérale (la période de rotation) dure environ 58,7 jours terrestres, le jour solaire (durée entre deux retours successifs du Soleil au méridien local) dure 176 jours terrestres.

Mercure est la première planète du système solaire en partant du Soleil et la huitième en taille.

Elle est de type tellurique comme la Terre, et doit son nom au dieu romain Mercure.

Elle ne possède aucun satellite naturel. Sa magnitude apparente varie entre -0,4 et 5,5.

Sa « proche » distance au Soleil la rend difficile à observer au télescope. Elle n'est d'ailleurs observable qu'au lever et au coucher du Soleil.

Mercure a été identifiée par des astronomes aux alentours du troisième millénaire avant notre ère. Deux mille ans plus tard, les Grecs la surnommaient Apollon lorsqu'elle se levait le matin et Hermès quand elle se couchait. Cependant, les Grecs savaient - grâce à Pythagore - qu'il s'agissait du même astre.

Par la suite, les Romains la baptisèrent Mercure, représentant le dieu du voyage.

Le symbole astronomique de Mercure est un cercle posé sur une croix et portant un demi-cercle en forme de cornes. C'est une représentation du caducée du dieu Mercure (ou Hermès pour les Grecs).

Mercure est encore une planète mystérieuse puisque seulement 40-45% de sa surface est connue. Mariner 10 (1974-75) la survola 3 fois (en mars 1974, septembre 1974 et mars 1975). À chaque survol, Mercure se trouvait sous le même éclairage solaire, c'est pourquoi la planète n'a pu être totalement cartographiée par la sonde.

Mercure a une orbite très excentrique, son rayon variant de 46 à 70 Gm.

La lente précession de cette orbite autour du Soleil ne pouvait pas être entièrement expliquée par la mécanique newtonienne, et à une époque il était pensé qu'une autre planète du nom de Vulcain - imaginée par Urbain Le Verrier, découvreur de Neptune - ou qu'une ceinture d'astéroïdes était présente à une distance plus proche du Soleil pour expliquer ces perturbations (influant sur Mercure grâce à son champs gravitationnel). C'est la théorie de la Relativité Générale d'Albert Einstein qui, en 1916, leva le mystère du mouvement de Mercure.

Des recherches ont révélé que l'excentricité de l'orbite de Mercure variait chaotiquement de 0 (orbite circulaire) à une valeur très importante de 0,45 sur plusieurs millions d'années. [Nature, 24 juin 2004] C'est ce qui pourrait expliquer la résonance 3:2 de Mercure (plutôt que 1:1), car on s'attend plutôt à rencontrer cet état pendant une période où l'orbite a une forte excentricité.

L'atmosphère de Mercure est quasi-inexistante ; on en décèle que quelques traces. Elle est extrêmement mince, à cause de la chaleur et de la faible gravité de la planète, à tel point que les molécules de gaz de l'atmosphère entrent plus souvent en collision avec la surface de la planète qu'avec d'autres molécules de gaz.

Dans la plupart des cas, on peut la négliger et considérer Mercure comme privée d'air.

Cette atmosphère est principalement composée de potassium (31%), de sodium (25%) et d'oxygène (9,5%). Le vent solaire et le dégazage du sol (d'argon et de néon) permettent de mesurer une très faible pression de 2×10-9 mb. Les atomes composant l'atmosphère de Mercure sont continuellement libérés dans l'espace, avec une « durée de vie » moyenne d'un atome de potassium (ou de sodium) d'environ trois heures durant le jour mercurien, et seulement la moitié (soit une heure trente) lorsque la planète est au périhélie. La perte d'atmosphère est due à plusieurs mécanismes : vent solaire capturé par le champ magnétique planétaire, vapeurs produites par des impacts de micro-météorites, évaporations de la glace polaire et/ou perte de gaz.

La température moyenne à la surface est 452 K, mais Mercure connaît d'importants écarts entre les portions à l'ombre (90 K) et celles exposées au rayonnement solaire (700 K), du fait de la quasi absence d'atmosphère. Par comparaison, la température sur Terre varie seulement d'environ 11 K (sans tenir compte du climat ou des saisons, uniquement le rayonnement solaire).

Le Soleil apparaît quatre fois plus gros que sur Terre, et sa lumière sur la surface de Mercure est 8,9 fois plus intense avec une irradiante solaire de 9126,6 W/m².

Des observations radar faites en 1992 indiquent qu'il y aurait de la glace d'eau au pôle Nord de Mercure - notamment par la présence de zones à réflexion radar élevée - ce qui semble à première vue pourtant peu probable sur un astre où règnent des températures si élevée (jusqu'à 430°C).

On pense qu'il en existe au fond des cratères en permanence à l'ombre et donc à des températures très froides, déposée par un impact météoritique et/ou de gaz surgissant de l'intérieur de la planète.
De plus, les pôles ne sont qu'effleurés par les rayons de Soleil et ne sont ainsi pas exposés aux variations extrêmes de températures que connaît le reste de la planète.

La planète possède un noyau métallique relativement gros, plus gros que celui de la Terre en proportions

La composition interne est de 70% de métaux (principalement dans le noyau) et 30% de silicate (manteau).

La densité moyenne est de 5430 kg/m³, ce qui est nettement moins que la densité terrestre. La raison pour laquelle Mercure est moins dense que la Terre en dépit d'une telle quantité de fer est que la masse globale de la Terre comprime la planète et crée ainsi une forte densité.

Mercure n'a que 5,5% de la masse de la Terre

Le noyau de fer remplit 42% du volume planétaire (celui de la Terre ne remplit que 17% de son volume). Il est recouvert d'un manteau d'une épaisseur de 500 à 600 km, puis d'une croûte.

La gravité de Mercure est 18 fois moins élevée que sur la Terre

En comparaison avec la Lune, dont Mercure ressemble beaucoup en apparences, elle est 40% plus grande, 4,5 fois plus massive et beaucoup plus riche en fer que cette première.

Mercure a un pourcentage de fer plus important que tout autre objet du système solaire.

Plusieurs théories ont été proposées pour expliquer la haute métalicité de Mercure :

• L'une d'entre elles suggère que Mercure avait à l'origine un ratio métal-silicate semblable à celui des chondrites et une masse d'environ 2,25 fois la masse courante, mais que tôt dans l'histoire du système solaire, Mercure aurait été frappée par un planétésimal d'environ 1/6 de cette masse. L'impact aurait arraché à la planète une grande partie de sa croûte et de son manteau, laissant derrière le noyau (métallique). Une théorie similaire a été proposée pour expliquer la formation de la Lune
• Alternativement, Mercure aurait pu s'être formée très tôt dans l'histoire, avant même que l'énergie dégagée par le Soleil ne se soit stabilisée. Mercure aurait à sa formation le double de sa masse courante, mais à mesure que la proto-étoile se contractait, la température aux alentours de Mercure aurait pu être de l'ordre de 2500-3500 K, voir même jusqu'à 10 000 K. À de telles températures, une grande partie de la surface de Mercure aurait été vaporisée, formant une atmosphère de « vapeurs rocheuses » qui aurait été transportée ailleurs par les vents solaires
• Une troisième théorie, similaire à la seconde, propose que les couches extérieures de Mercure aient été « érodées » par les vents solaires durant une plus longue période.

Malgré sa faible vitesse de rotation, Mercure a une magnétosphère relativement forte, avec 1% de la force du champ magnétique généré par la Terre

Il est possible que ce champ magnétique soit généré d'une façon similaire à celui de la Terre, par un effet dynamo provoqué par la circulation des matériaux liquides du noyau. Cependant, les estimations récentes suggèrent que le noyau de Mercure n'est pas assez chaud pour que le fer-nickel soit présent sous forme liquide. En revanche, il est possible que d'autres matériaux avec un point de fusion plus bas, comme le soufre, en seraient responsables.

Il se peut également que le champ magnétique de Mercure soit le reste d'un ancien effet dynamo qui a maintenant cessé, devenu « figé » dans les matériaux magnétiques solidifiés.

Une des caractéristiques les plus remarquables de Mercure (sur la portion qui a pu être photographiée) est l'impact météoritique Caloris Basin, mesurant environ 1350 km de diamètre et qui fut formé après la chute d'un astéroïde d'une taille avoisinant les 100 km.

Après la période de bombardements, Mercure s'est refroidie ce qui a eu pour conséquence une contraction de la planète donc la formation de cassures qui ont produit des falaises ainsi que des « plis » (ou crêtes).