基本天文数据
在几个方面，水星是一个极端的星球。由于它靠近太阳，其平均轨道距离为5800万公里（3600万英里），因此它是最短的一年（公转周期为88天），并且是所有行星中最强烈的太阳辐射。水星的半径约为2,440公里（1,516英里），是最小的主要行星，比木星最大的卫星盖尼米德或土星最大的卫星泰坦还要小。另外，水星异常密集。尽管它的平均密度大约是地球的平均密度，但它的质量较小，因此自身引力所压缩的程度也较小。经过自我压缩校正后，水星的密度是所有行星中最高的。水星质量的近三分之二包含在其大部分铁心中，该铁心从行星中心延伸到大约2100公里（1300英里）的半径，即到达其表面的半径的85％。行星的岩石外壳（其地壳和下地幔）仅厚约300公里（200英里）。
观察挑战
从地球表面看，水星隐藏在黄昏和暮色中，与太阳的角度距离永远不会超过28°。在早晨或傍晚的天空中，连续的延伸大约需要116天，也就是说，水星返回相对于太阳的同一点。这被称为水星的宗教时期。它离地平线很近，这意味着水星总是通过地球湍流中的更多部分被看到，这使视线变得模糊。甚至在大气层上方，哈勃太空望远镜等轨道观测站也受到其仪器的高灵敏度的限制，因为它们无法像观测水星时所要求的那样靠近太阳。由于水星的轨道位于地球内部，因此它有时会直接在地球和太阳之间传递。这种事件可以通过望远镜或通过航天器仪器观察到，就像穿过明亮的太阳盘的小黑点一样，被称为过境（见日食），它在一个世纪中发生了十二次。水星的下一次过境将在2019年发生。
汞也给太空探测器研究带来困难。由于该行星位于太阳引力场的深处，因此需要大量能量来塑造航天器的轨迹，以使其从地球轨道到达水星，从而使其能够绕行星轨道着陆或着陆它。1974-75年，水星10号是第一个访问水星的航天器，绕太阳公转，绕太阳公转了3次。在制定随后的水星飞行任务时，例如2004年发射的美国“信使”飞船，航天工程师计算了复杂的路线，利用了金星和水星多次飞越的重力辅助（请参见航天：行星飞行）。在Messenger任务设计中，在2008年和2009年行星飞越期间进行了适当距离的观测之后，该航天器进入了水星周围的细长轨道，在2011年进行了近距离研究。此外，极高的热量不仅来自太阳，而且来自太阳。也是从水星本身重生出来的，对航天器设计人员提出了挑战，要求他们保持仪器足够凉爽以进行操作。
轨道和旋转效应
水星的轨道是行星中最倾斜的轨道，与黄道倾斜约7°，黄道是地球绕太阳运行的轨道所定义的平面。它也是最偏心或拉长的行星轨道。由于轨道变长，当行星最靠近太阳（在近日点），距离为4600万公里（2900万英里）时，太阳在水星的天空中出现的亮度是距离太阳最远时的两倍以上（在aphelion上），接近7000万公里（4300万英里）。行星相对于恒星的自转周期为58.6个地球日，即恒星的持续时间，导致太阳在水星的天空中缓慢向西漂移。因为水星也在绕太阳公转，所以它的自转和公转周期相结合，因此太阳需要三个水星恒星天，即176个地球日，才能形成完整的回路，即太阳日的长度。
正如开普勒的行星运动定律所描述的那样，水星在近日点附近如此迅速地绕太阳行进，以至于太阳似乎在水星的天空中反转，在恢复西风前进之前短暂地向东移动。水星赤道上在中午发生振荡的两个位置称为热极。当头顶的太阳在那儿徘徊，优先加热时，表面温度可能会超过700开尔文（K； 800°F，430°C）。距赤道90°的两个赤道位置（称为赤道）永远不会变得接近高温。从暖极的角度来看，太阳已经很低了，它升起最亮并进行短暂的航向逆转时将落下。在水星的南北旋转极附近，当被阳光掠过时，地面温度甚至更低，低于200 K（−100°F，-70°C）。在水星日出前的漫长夜晚中，地表温度降至约90 K（-300°F，-180°C）。
水星的温度范围是太阳系中四个内陆行星中最极端的，但是如果水星使一张脸永久地朝向太阳，而另一张脸永久地处于黑暗中，则该行星的夜晚将变得更冷。直到1960年代以地球为基础的雷达观测证明不是这样之前，天文学家一直认为情况会如此，如果水星的旋转是同步的，也就是说，如果其旋转周期与88天的旋转周期相同，那么情况就会如此。望远镜观测者仅限于在水星与太阳的角距所指示的条件下定期观察水星，但被误导为得出结论，认为他们每次观察时在水星表面看到的几乎相同的特征都表明同步旋转。雷达研究表明，地球的58.6天自转周期不仅不同于其轨道周期，而且正好是其三分之二。
水星的轨道偏心率和强烈的太阳潮（太阳引力在行星体内产生的形变）显然可以解释为什么行星每绕太阳公转两次就旋转三圈。大概汞在形成时旋转得更快，但由于潮汐力而减慢了旋转速度。水星并没有像许多行星卫星（包括地球的月球）那样减速到同步旋转的状态，而是被困在58.6天的旋转速度下。以这种速度，太阳反复地，特别是猛烈地猛拉在水柱在水柱上潮汐引起的隆起。在58.6天的时间里，由于年轻行星的实心地幔与熔融核之间的潮汐摩擦而大大增加了捕获自旋的机会。
