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Le temperature superficiali di Mercurio oscillano da 430°C (800°F) durante il giorno a temperature gelide di –180°C (–290°F) di notte. Nessuna missione con equipaggio ha ancora raggiunto il pianeta, soprattutto perché il suo caldo estremo e le lunghe distanze di viaggio richiedono preparativi costosi e pesanti che sono poco pratici per gli equipaggi umani. Tuttavia, due veicoli spaziali senza equipaggio hanno studiato Mercurio in dettaglio, con un intervallo di 36 anni tra le loro visite.
Lanciato nel 1973, Mariner10 ha aperto la strada all'esplorazione di Mercurio combinando un sorvolo di Venere con un incontro con Mercurio, sfruttando la gravità di Venere per lanciarsi verso il pianeta più interno. Dotato di telecamere, spettrometri e magnetometri, sorvolò Mercurio tre volte, raggiungendo un avvicinamento minimo di 327 km (203 miglia) il 16 marzo 1975. Sette giorni dopo, la NASA perse il contatto mentre il velivolo andava alla deriva oltre la portata della sua fonte di energia.
La NASA ha lanciato MESSENGER nel 2004, un veicolo spaziale costruito con materiali più leggeri e armato con strumenti avanzati e miniaturizzati. Il nome MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry e Ranging riflette la sua missione di mappare la superficie, il campo magnetico e la composizione del pianeta. Progettato per sopravvivere al calore solare estremo, MESSENGER orbitava attorno a Mercurio seguendo un percorso altamente ellittico, che andava da 200 km (124 miglia) a 15.193 km (9.420 miglia) dalla superficie. Nel 2013 aveva completato circa 2.600 orbite, fornendo dati senza precedenti.
La sottile esosfera di Mercurio, composta da ossigeno, sodio, idrogeno, elio e potassio, è costantemente colpita dal vento solare a causa della sua vicinanza al Sole (≈58 milioni di km, 36 milioni di miglia). La superficie del pianeta è ricca di crateri, che rispecchiano l'aspetto della Luna, e nessuna delle missioni ha rilevato segni di vita, passata o presente.
Le immagini di Mariner10 hanno rivelato un terreno caotico di creste e crateri accidentati e hanno rilevato un campo magnetico intrinseco sorprendentemente debole. Le immagini ad alta risoluzione di MESSENGER hanno scoperto prove di un grande nucleo parzialmente liquido e di bocche vulcaniche esposte che un tempo eruttavano roccia fusa sulla superficie, rimodellando la geologia di Mercurio nel tempo.
