Prima dell'invio di Mariner 10, non si riteneva che Mercurio possedesse un campo magnetico significativo, ma i dati della sonda hanno mostrato la presenza di un campo magnetico debole. La composizione geologica di Mercurio è stata stabilita come crosta e mantello sottili composti da silicati e con una densità media molto elevata. Gli astronomi pensano che circa il 70% della massa di Mercurio consista in un grosso nucleo di materiale ferroso che spiega la presenza del campo magnetico, anche se il meccanismo esatto non è ancora ben compreso. Si ritiene che il materiale metallico all'interno del nucleo agisca come una dinamo. Tuttavia, è improbabile che Mercurio avesse un nucleo così grande fin dalla sua formazione, quindi si ipotizza che abbia perso gran parte del suo mantello roccioso in una collisione catastrofica agli inizi della storia del Sistema Solare. 

Le fasi di Mercurio sono simili a quelle della Luna e cambiano a seconda della posizione del pianeta lungo la sua orbita rispetto alla Terra e al Sole. Mercurio appare come una sottile mezzaluna quando si trova vicino alla Terra e come un pianeta più luminoso quando si trova alla sua massima elongazione dal Sole. La sua luminosità e dimensione apparente cambiano anche a seconda della distanza tra Mercurio e la Terra.

La sonda spaziale Mariner 10 è stata lanciata nel 1973 e ha visitato sia Venere che Mercurio. È stata la prima missione spaziale a utilizzare la tecnica della fionda gravitazionale, che ha permesso alla sonda di acquisire sufficiente energia per continuare il viaggio verso Mercurio. Nel marzo 1974, Mariner 10 è entrata nell'orbita di Mercurio a 703 km dalle regioni equatoriali e ha fotografato circa metà della superficie del pianeta. Successivamente ha compiuto due incontri ravvicinati con Mercurio nel 1974 e nel 1975.