Sa période orbitale est bien connue, un peu moins de 88 jours, mais par contre la rotation autour de son axe a longtemps été un mystère: Assez souvent, les points remarquables de sa surface (dans la mesure de la résolution des télescopes qui observent cette petite planète) étaient retrouvés à la même place comme si, à l'instar du couple Terre-lune, l'une des faces restait toujours face au Soleil. Mais quelquefois, cela n'était pas vérifié. L'énigme a été résolue en 1965 par Liu Shou-Han et John A. O'Keefe, qui ont montré que la rotation de cette planète avait un rythme étrange : 3 rotations toutes les 2 orbites.
Mariner 10, une des missions de la NASA, a survolé Mercure le 29 mars 1974, puis à deux reprises, en septembre et en mars 1975. Il a observé une surface semblable aux cratères de la Lune, et, comme on s'en doutait, nulle trace d'atmosphère. Le côté ensoleillé de Mercure est si chaud, parce que le Soleil est très proche, qu'on pourrait y fondre du plomb,.
Une caractéristique imprévue de Mercure est son magnétisme, créé apparemment par un noyau magnétique, comme celui de la Terre. Le champ est faible, trop faible pour créer une bulle de "magnétosphère" symétrique autour de la planète où des particules chargées peuvent être piégés ("ceinture de rayonnement"). Toutefois, ses lignes de champ sont "entraînées" par le vent solaire pour créer une longue queue magnétique un peu comme celle de la Terre. Lorsque Mariner 10 survola cette région, il a observé, par hasard, une brusque accélération de particules chargées.
L'image ci-dessus a été prise le 14 janvier 2008 par le vaisseau spatial Messenger exploité pour la NASA par le laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Baltimore (L'acronyme de "Messenger" évoque aussi le rôle de Mercure en tant que messager des dieux antiques). Il est prévu que Messenger survolera encore Mercure deux fois avec, à chaque fois, un ralentissement de sa vitesse et finalement sa capture en 2011 après avoir orbité autour de la planète.
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