この軌道の近日点は太陽の周りを周回する形でゆっくりと移動している（水星の近日点移動）。この現象の大部分は他の惑星からの摂動など古典力学で説明できる現象だったが、観測値は古典力学による計算値より100年当たり43秒大きく、この説明不可能だったずれは19世紀の天文学者を悩ませてきた。このため水星の内側にもう1つ惑星があるという説が現れた（バルカン参照）[10]。このニュートン力学では説明できなかった43秒は、後にアインシュタインの一般相対性理論によって「太陽の重力により時空が歪んだ結果」として説明づけられた。一般相対性理論による計算値が、誤差の範囲で観測値の43秒と非常によく一致していたのである[11][12][13]。
自転水星の公転と自転の関係 - 水星は2回公転する間に3回自転する。

水星の自転周期は58日である[7]。1965年にレーダー観測が行われるまで、水星の自転は地球の月や他の多くの衛星と同様に、太陽からの潮汐力によって公転と同期しており、常に太陽に同じ面を向けて1公転中に1回自転していると考えられていた。しかし実際には水星の公転と自転は 2:3 の共鳴関係にある[7][14][15]。すなわち、太陽の周囲を2回公転する間に3回自転する[16]。水星の公転軌道の離心率が比較的大きいため、この共鳴関係は安定して持続している。水星の自転と公転が同期していると考えられた元々の理由は、地球から見て水星が最も観測に適した位置にある時にはいつでも同じ面が見えたからであった。実際にはこれは 2:3 の共鳴の同じ位置にある時に観測していたためだった。この共鳴があるために、水星の恒星日（自転周期）は58.7日なのに対して、水星の太陽日（水星表面から見た太陽の子午線通過の間隔）は176日と、3倍になっている[17]。誕生直後の水星は8時間程度の速さで自転していたが、太陽の潮汐力によって段々と遅くなり現在の同期状態になったと考えられるが、なぜ2:3の比となったのかは分っていない[14]。

水星表面の特定の場所では、水星の1日において日の出の途中で太陽が逆行して一度沈み、その後再び上るという現象が見られる。これは、水星が近日点を通過する約4日前に公転と自転の角速度がちょうど等しくなるため、水星表面から見て太陽固有運動が止まって見えることに起因する。近日点通過の前後4日間は、楕円軌道の尖った部分（円弧と長辺の交点）を水星が通り過ぎるために公転による角速度が自転のそれを上回り、太陽が逆に進むように見える。近日点通過の4日後には太陽は順行に戻る[17]。

先述のとおり、水星は公転周期が約88日で、太陽日が約176日となっている。すなわち、「水星の1日」は「水星の2年」に等しい[18]。言いかえれば、水星のある地点での正午から次の正午まで（ここでは逆行は考慮しないとする）の間に、水星は太陽の周りを2回公転する。

水星の赤道傾斜角（自転軸の傾き）は惑星の中で最も小さく、わずか 0.027度以下でしかない[19]。これは2番目に傾斜が小さい木星の値（約3.1度）に比べても.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}1/300と非常に小さい値である。このため、日の出の位置は2.1分以上ぶれない[19]。
物理的性質
内部構造から考えられる起源水星の内部構造。1:核、2:マントル、3:地殻。同縮尺の地球型惑星。左から、水星、金星、地球、火星。

水星には半径 1,800 km 程度の核が存在する[7]。これは惑星半径の3/4に相当し、水星全体では質量の約 70 % が鉄やニッケル等[20]の金属、30 % がケイ酸塩で出来ている[17]。

平均密度 5,430 kg/m3は地球と比べわずかに小さい[7][3]。核の比率が大きい割に密度がそれほど高くないのは、地球は自重によって惑星の体積が圧縮され密度が高くなるのに対し、小さな水星は圧縮される割合が低いためである。地球中心部の圧力は366万気圧に達するのに対し、水星中心部は約25から40万気圧にとどまる[20]。しかし、天体の大きさと平均密度の相関関係では、水星は唯一他の地球型惑星が示す傾向から60%程度重い方向に外れている[7]。自重による圧縮を除外して計算された平均密度は、水星が 5,300 kg/m3、地球が 4,000-4,100 kg/m3となり、水星のほうが有意に高い値をとる[20][21]。

水星の体積は地球の 5.5 % に相当する。しかし地球の金属核は 17 % にすぎないのに対し、水星の金属核はその 42 % を占める[22][23][24]。