水星的核心
水星外貌如月，内部却很像地球，也分为壳、幔、核三层。水星的半径为2439千米，是地球半径的38.2%，18个水星合并起来才抵得上一个地球的大小。质量为3.302×1023千克，为地球质量的5.58%，平均密度为5.42g/cm3，略低于地球的平均密度。在八大行星中，除地球外，水星的密度最大。由此天文学家推测水星的外壳是由硅酸盐构成的，其中心有个比月球大得多的铁质内核。这个核球的主要成分是铁、镍和硅酸盐。根据这样的结构，水星应含铁2万亿亿吨，按目前世界钢的年产量（约8亿吨）计算，可以开采2400亿年，真是一座取之不尽、用之不竭的大铁矿！
美国发射的“水手10号”在1974年3月、9月和1975年3月探测了水星，并向地面发回5000多张照片，为我们了解水星提供了珍贵的信息。从照片上我们看出，水星的外貌酷似月球，有许多大小不一的环形山，还有辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形，表面有许多陨石坑，而且十分古老，也没有板块运动。人们推测水星的壳层与月球类似，并且都有过陨星轰击的历史。水星上有极稀薄的大气，大气压小于2000帕，大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素。由于大气非常稀薄，水星的表面白天和夜晚的温度相差很大。白天太阳光直射处温度高达427℃，夜晚太阳照不到时，温度降低到-173℃。温差变化如此悬殊，绝不可能有生物存在。
水星上的铁
水星所含有的铁的百分率超过任何其他已知的星系行星。这里有数项理论可以说明水星的高金属性。
一种理论是说本来水星有一个和普通球粒状陨石相似的金属——硅酸盐比率。那时它的质量是目前质量的大约2.25倍，但在早期太阳系的历史中的某个时间，一个星子或微星体撞掉了水星的1/6。影响是水星的地壳和地幔消失了。类似的另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的，参见巨物影响理论。另一种理论是说，水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段，在太阳爆发出它的能量之前已经稳定。在这个理论中水星那时的质量大约是目前的2倍；但因为原恒星收缩，水星的温度到达了大约2500K到3500K之间，甚至高达10000K。许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发，形成“岩石蒸汽”，随后，“岩石蒸汽”被星际风暴带走。第三个理论，与第二个类似，认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了。
水星上的冰
在1992年的雷达观察中显示水星含有冻结的水冰。这被认为只存在于那永远的阴暗一面的环形山底，被彗星或从行星内部喷发出来并堆积在那里。
知识链接：“暗无天日”的水星
由于水星表面温度太高，它不可能像它的两个近邻金星和地球那样保留一层浓密的大气，因此无论是白天还是夜晚，水星的天空都是漆黑的。在水星漆黑的天空中可以看到明亮的金星和地球。水星极其稀薄的大气主要是由从太阳风中俘获的气体组成的，其密度只有地球大气的12%。主要成分为氦（42%）、汽化钠（42%）和氧（15%）等。水星表面的岩石吸收了大量的阳光，反射率只有8%，所以水星是太阳系中最暗的行星之一。
由于水星只在黎明或白天出现，因此在地球上观测水星较为困难。这一状况直至20世纪70年代中期美国发射了“水手”号探测器才有所改变。“水手10号”发回的图片显示水星的表面与月球极其相似，上面布满了深浅不一的陨石坑。这表明水星也遭受过陨石接连不断的轰击。但水星表面也有广阔的平原，这表明水星在形成初期可能是液态的，后来逐渐冷却凝固成了一个岩石星球。曾经有一些大型的陨石险些把水星打碎，使从裂开的地壳涌出的熔岩流在水星表面到处流淌。水星表面还纵横交错地分布着一些非常长的悬崖峭壁，最高的可达3000多米。水星有一个主要由铁和镍构成的核，水星的幔和壳的主要成分则是硅酸盐。它是太阳系含铁量最高的行星。
水星上没有液态的水，但1991年在其北极地区观测到一个亮斑。据推测，这个亮斑可能是由于贮存在水星表面或地下的冰反射了阳光造成的。尽管水星表面温度极高，但在其北极的一些陨坑内终年不见阳光，温度常年底于-161℃。这足以使来自水星内部或宇宙空间的水分以冰的形态保存下来。