美国航宇局于1973年11月3日发射的“水手－10号”，是第二次飞向水星的探测器。它先用其电视摄像机拍摄金星图像，再利用金星重力场飞向水星。飞行器带的燃料足够进行三次与水星会合，每次相隔约6个月。在相会时，对水星面做广泛的观测。据发回的图片和资料表明，水星有微量氩、氖和氦气。水星温度从510℃到－210℃。磁场强度为地球的1％。水星质量是地球的6％。这意味着水星在它的地面下有一个直径1600千米的巨铁芯。水星面上似有月球那样大的火山口，但无月球上绵亘几百千米的悬崖峭壁。有较古老地面裂缝特征，这可能是在几十亿年以前冷却时铁芯收缩受地面压缩呈皱形。
水星在九大行星中，论个头它略大于冥王星，排行第八。它的赤道半径只有2440千米。它是太阳系中最靠近太阳的行星，到太阳的平均距离是5800万千米，由于它过于接近太阳，因此常常被黄昏或黎明的太阳光辉所淹没，很难为人们观测到。
美国发射的“水手－10号”探测器，是人类向水星发出的第一个“使者”。它携带的科学探测仪器主要有两台电视摄像机。“水手－10号”踏上征途四个多月之后，于1974年3月29日首次拜访水星，此后，1974年9月21日和1975年3月16日又两次回访。三次登门对水星表面57％的区域，进行了详尽窥探，共发回照片5000余张。
探测器第三次接近水星后，于1975年3月24日与地球失去了联系。所以在这以后，尽管每隔176天它还能与水星“见面”一次，但它已经如同脱缰的野马不再为我们效劳了。然而，那五千余张清晰的照片，已经足使我们大开眼界了。
当“水手－10号”还是在飞向水星征途的时候，就发现水星上有一个引人注目的亮点，考察证明，这是一座直径为40千米的环形山，它的中心位置在南纬11°，西经30°，在环形山周围有许多小圆坑和明显的辐射纹，有不少辐射纹竟延伸100多千米！美国学者给它取名为柯伊伯环形山，用以纪念美国著名天文学家柯伊伯。
在柯伊伯环形山东南，有一片地形独特的区域，那里有许多大型环形山，山与山之间还有分散的小丘。此外还有一条西北走向的宽7千米、长100千米的大峡谷，叫阿雷西博峡谷。这是为了纪念波多黎各阿雷西博城的一台305米的巨型雷达而命名的，因为在1965年用它测出了水星真正的自转周期是59天，在此之前人们一直认为是88天。
在这个区域的背面，北纬30°、西经195°的地方，有一个直径1300千米的盆地，这是水星最大的地形结构。当水星在近日点附近时，阳光直射，温度骤起，它成为太阳系九大行星中最热的地方，所以给它取名卡路里盆地，即热盆地的意思。
卡路里盆地和月球的雨海极为相像，所以它也被人们称为水星的雨海。盆地四周的山比内部高出5至10千米，在东部有一个185千米宽的缺口。盆地里面有一些按同心圆分布的山脉和裂缝，裂缝一般都有几百米深，宽度则从700米到9000米不等，很像月球上的月谷。
与其他几大行星相比，水星的独到特征是它上面有一些陡壁悬崖。这些悬崖最高达3千米，延伸数百千米。例如，靠近水星北极附近的维多利亚悬崖和靠近水星赤道附近的圣玛丽亚悬崖，都是如此。
以前人们一直认为水星这个自转缓慢的行星，不具有磁场，所以当“水手－10号”发现水星有磁场时，科学家们感到十分惊讶！根据多次测量而绘制的水星磁场图与地球磁场很是相似。“水手－10号”的探测告诉我们，在夜间水星赤道上空没有任何大气或电离层。在白天情况如何，尚不得而知。紫外摄谱仪发现水星表面有非常稀薄的大气，其主要成分是氦，压力为5×10－9帕。有人认为这是太阳风作用的结果，也有人认为是放射性的铀、钍衰变而产生的，究竟如何，还需再作探索。