水星除绕太阳公转以外，还有自转。过去一直认为水星和月球一样，其公转周期与自转周期相等。因而水星也总以一面朝向太阳。可是1965年，用雷达研究，首次发现水星的自转周期（以恒星为参考基准）准确地等于它的公转周期（恒星年）的三分之二。水星的公转以恒星为准的周期是87.969地球日，而它的自转周期为58.6地球日。为什么水星的自转周期稳定在公转周期的三分之二这个值，至今尚无恰当的解释。
水星自转周期是公转周期的三分之二，导致一个非常有趣的现象；在水星上的某点观看日出，到下一次接连又看见日出的时间间隔内（即一个太阳日），水星已公转太阳两周，已经自转了三周（三个恒星日）。即是说在水星上要经过两个“太阳年”或三个“恒星日”才看到一次日出。可见水星上的“日”比“年”要长。
美国发射的“水手10号”行星际探测器，于1974年和1975年三次接近水星，获得以下重要情报：
飞船在离水星表面不到1000公里的地方经过，直接研究了水星的情况，得知；
(1)水星表面也和月球表面一样布满了大大小小的环形山，也有平原，裂谷，盆地等地形；
(2)水星外壳是一个良绝缘体，说明它是由多孔土壤或类似于月球表土的岩石粉末组成，
(3)水星上没有水，大气极其稀薄f
(4)昼夜温差很大。白天太阳光直射处温度达到430℃，但在夜间这个几乎无屏蔽的表面迅速冷却到-173℃以下，是太阳系里周日温差最大的星球。在水星上有个半径达1300公里的盆地，它是太阳系九大行星中表面温度最高的区域；
(5)水星也有磁场，其分布形状与地球磁场相似，也是偶极场。由于太阳风的作用，水星也有和地球类似的磁层。
