Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất trong hệ mặt trời và luôn là bí ẩn với con người.
Theo các dữ liệu hình ảnh thu được từ tàu thăm dò Messenger của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), đường kính của sao Thủy đã thu hẹp hơn 13 km trong 4 tỷ năm qua. Đến nay, đường kính của hành tinh này còn khoảng 4.800 km, bằng 38% đường kính Trái đất. Thậm chí, sao Thủy còn nhỏ hơn Ganymede - vệ tinh lớn nhất của sao Mộc và Titan - vệ tinh lớn nhất của sao Thổ.
Nằm gần Mặt trời nhất, sao Thủy là hành tinh nóng thứ hai trong Thái Dương hệ. Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc với Mặt trời của sao Thủy lên đến 427 độ C, trong khi phía bên kia có thể thấp đến -173 độ C. Trong khi đó, sao Kim (hành tinh thứ hai từ Mặt trời trở ra) có nhiệt độ trung bình là 462 độ C, là hành tinh nóng nhất Hệ Mặt trời và giữ kỷ lục thời tiết khắc nghiệt nhất vũ trụ.
Sao Thủy có khối lượng riêng trung bình thấp hơn Trái đất. Sao Thủy là hành tinh có khối lượng riêng trung bình lớn thứ hai trong Hệ Mặt trời (5,427 g/cm3), sau Trái đất (5,515 g/cm3), dù kích thước của nó rất bé. Lý do là lõi của sao Thủy chiếm khoảng 42% thể tích của nó và chứa nhiều sắt hơn các hành tinh còn lại.
Sao Thủy và sao Kim là hai hành tinh trong Hệ Mặt trời không có vệ tinh tự nhiên (hay còn gọi là mặt trăng, chỉ vật thể tự nhiên quay quanh một hành tinh hoặc tiểu hành tinh). Với bầu khí quyển vô cùng mong manh, sao Thủy không có sự biến đổi thời tiết theo mùa.
Lõi của sao Thủy chiếm 42% thể tích và chứa nhiều sắt, do đó khối lượng riêng trung bình của hành tinh này chỉ xếp sau Trái đất.
Lõi sắt của sao Thủy có kích thước gần bằng với Mặt trăng của Trái đất và chiếm 3/4 đường kính sao Thủy. Các nhà khoa học cho rằng, trong những ngày đầu hình thành hệ mặt trời, các hạt sắt đã bị từ trường của Mặt trời hút vào. Khi các hành tinh bắt đầu hình thành từ bụi và khí, những hành tinh ở gần Mặt trời nhận nhiều mạt sắt hơn những hành tinh ở xa.
Các nhà khoa học tin rằng sao Thủy đã thu nhận lượng mạt sắt lớn nhất, bởi nó là hành tinh gần Mặt trời nhất trong Hệ Mặt trời. Đó là lý do ngôi sao này có lõi kim loại dày đặc như vậy.
Sao Thủy chỉ mất 88 ngày để hoàn thành chu kỳ quỹ đạo (thời gian mà một hành tinh hay vệ tinh quay trở lại một vị trí cố định trong không gian), nhanh hơn hẳn các hành tinh khác. Tốc độ chuyển động này khiến sao Thủy được đặt tên theo thần Mercury trong thần thoại La Mã, tương đương với thần Hermes - vị thần liên lạc và đưa tin trong thần thoại Hy Lạp.