Belső felépítése
A bolygó átlagos sűrűsége 5,427 g/cm3, ami elég közel áll a Föld átlagossűrűségéhez. Mivel a tömege sokkal kisebb bolygónkénál, így saját gravitációs tere hatására kevésbé van „összenyomva” – azaz valójában több nehéz elem található egységnyi térfogatában, mint a Földében. Ez nagy, fémes magjában is tükröződik, amelynek a bolygóhozviszonyított mérete a legnagyobb az összes bolygó között. Ennek sugara kb. 1800 km, jelenlegnem tudni, hogy folyékony vagy szilárd állapotban van-e. A köpeny és kéreg vastagsága együtt mintegy 650 km.
A Naprendszer egyik legkisebb tömegű bolygója, két hold, a Ganymedes (Jupiter körül) és a Titan (Szaturnusz körül) is nagyobb nála. Ennek következtében természetesen kicsi a gravitációs gyorsulás és a felszínre vonatkoztatott szökési sebesség értéke.
Kémiai összetétele
A Merkúr nagyjából 70% fémet és 30% szilikátot tartalmaz. A Merkúr a maga 5,427 g/cm³-es sűrűségével a Naprendszer második legsűrűbb bolygója. A Merkúrt gyakran a Holdhoz hasonlítják, főleg sűrűn kráterezett megjelenése miatt, azonban kémiai összetételét tekintve felszíne eltér a Holdétól.
Légköre
A Merkúrnak csupán átmeneti jellegű, igen ritka légköre van. A Napból érkező plazmaáramlás által szállított héliumatomokból épül fel ez az atmoszféra. Ezeket gyenge mágneses terével befogja, és a felszínnel
történő ütközés alkalmával semlegesítődnek. Jelentős atmoszféra híján nagy a napi hőingás, napközben a maximális hőmérséklet +430 oC, éjszaka a minimális -170 oC. Napközelsége miatt rajta a legnagyobb a felületegységre érkező napenergia mennyisége: az ún. napállandó a földi érték 6,5-szerese (mintegy 9000 W/m2).
A rádiócsillagászati adatok arra utalnak, hogy a felszín alatt néhány deciméterrel a hőmérséklet napközben sem több 70–90 °C-nál, tehát a felszínközeli kőzetrétegek igen rossz hővezetők. A pontosabb mérések mégis azt mutatják, hogy valamelyes gázfeldúsulás ennek ellenére tapasztalható a Merkúr körül. Ezt azonban földi értelemben nehezen lehetne légkörnek nevezni. Nyomása a felszínen kisebb 2 · 10–12 millibárnál. Az egyes atomokat körülbelül 200 napig képes a bolygó fogságában tartani, ezután a napszél mintegy kisöpri őket a világűrbe. A Merkúr körüli gázfeldúsulás főleg héliumból, nátriumból és oxigénből áll, de nyomokban hidrogén is előfordul.
A Merkúr mágneses terében, valamint a vákuumhoz közeli kis gázsűrűségű, légkör jellegű, úgynevezett exoszférájában sok nátrium és oxigén található. Ezek legnagyobb gyakoriságban a mágneses pólusok felett fordulnak elő. A két elemet feltehetőleg az erővonalak mentén a felszínt bombázó részecskék szabadítják fel. Ezzel ellentétben a hélium eloszlása a bolygó körüli ritka gázanyagban gömbszimmetrikus. Valószínűleg ez is a felszínről származik, azonban ennek eloszlása egyenletes, ezért elképzelhető, hogy a mágneses tértől függetlenül, a magas hőmérséklet miatt szabadul fel a kőzetanyagból.
Pályája
A Plútót nem számítva, a Merkúr pályája az összes bolygópálya közül a legelliptikusabb. Periheliumban ( napközelben) csak 46 millió km-re van a Naptól, de apheliumban (naptávolban) 69,8 millió km távolságra van tőle. A Merkúr egyenlítőjének síkja egybeesik a saját pályájának síkjával, ez azt jelenti, hogy a bolygón nem léteznek évszakok, s a pólusaihoz közel eső krátereket soha nem éri napfény, ezért állandóan hidegek. Pályája 7 fokos szöget zár be a földi pályasíkkal. Minthogy a Merkúr a földpályánál beljebb kering, a Holdhoz hasonló fázisokat mutat.
Forgása és keringése
Fontos adat a Merkúrról, hogy tengelyforgása nem kötött ugyan , de meglehetősen lassú. Az 58 és félnapos rotáció – éppen a keringési idő 2/3-a –, azzal a következménnyel jár, hogy a merkúri napok kétszer olyan hosszúak, mint a merkúri évek (1 merkúri nap = 176 földi nap). Ezek a tények, valamint a pályasíkra közel merőleges forgástengely a felszín hőmérsékleti viszonyainak legfontosabb meghatározói.
A Merkúr felszínén a megfigyelő egy bizonyos alkalommal a következő helyzetbe kerülhet: látja, ahogy a Nap félig felkel, majd ugyanott lenyugszik és felkel ismét, mindezt ugyanazon merkúri napon belül. Ennek az a magyarázata, hogy nagyjából négy nappal a perihélium elérése előtt a Merkúr forgási szögsebessége pontosan megegyezik a keringési szögsebességével, így a Nap látszólagos mozgása abbamarad, majd a perihélium felé tovább közeledve úgy látszik, mintha a Nap visszafelé menne. Négy nappal a perihélium elhagyását követően visszaáll a Nap megszokott mozgásiránya.
Mágnesesség és sugárzási övezetek
A Merkúr-kutatás egyik legérdekesebb és legmeglepőbb eredménye volt az égitest mágneses terének felfedezése. 1974. március 29-én, a Mariner-10 amerikai űrszonda a bolygó árnyékában lévő, azaz éjszakai félgömbje fölött haladt el. Műszerei ekkor olyan mágneses lökéshullámot észleltek, mint amilyen a Föld magnetoszférájának Nap felőli oldalán alakul ki. A Messenger által mért adatokból a mágneses tér vizsgálata alapján a korábbinál pontosabban sikerült meghatározni annak jellemzőit. A mágneses tér centruma nem pont a Merkúr geometriai középpontjával esik egybe, hanem attól 360 kilométerre északra helyezkedik el, aminek következtében a mágneses egyenlítő nem esik egybe a földrajzival. Ennek nyomán az északi sarkvidéken a mágneses mező felszíni térereje három-négyszerese a délinek.
A mágneses tér aszimmetrikus térbeli helyzete és az erővonalak nagyobb északi sűrűsége miatt a világűrből érkező töltött részecskékből sokkal több bombázza a déli sarkvidéket, ahol ettől erősebb a felszínátalakulás. A mérések alapján kiderült, hogy a mágneses tengely 3 fokos szöget zár be a bolygó forgástengelyével.
A nagyenergiájú részecskék eloszlása sokféle folyamatra utal a bolygó magnetoszférájában. A megfigyelések több alkalommal mutatták az ilyen részecskék számának és az általuk képviselt energiának a robbanásszerű felerősödését. Ezek leggyakrabban magas szélességeken jelentkeztek. További érdekesség, hogy a Merkúrnak nincsen a Földhöz hasonló Van Allen-féle sugárzási övezete.
