水星的大气非常少，由于没有大气的调节，距离太阳又非常近，在太阳的烘烤下，向阳面的温度最高时可达427℃,但背阴面的夜间温度可降到-193℃,昼夜温差超过600℃,夺得了太阳系行星表面“体温”落差最大的冠军。在这样一个极端环境下，一般认为是不可能有水存在的。但2012年，据围绕水星轨迹飞行的“信使”号水星探测飞船传回地球的资料，在水星表面的确有水存在。

1992年，研究人员以雷达测量，发现水星的两极地区有明亮带，科学家开始怀疑这类陨石坑内有水冰。水星两极区域内的陨石坑阴影很深，阳光无法照射到坑底。

“信使”号因携带了中子能谱仪，可以探测到因宇宙射线轰击水星表面的物质溅射出来的中子，而水冰溅射出来的中子具有独特的特性，“信使”号测量水星北极地带时就发现了这种特性，显示该地区可能有1000亿到10000亿吨的水冰，但是中子能谱仪拍摄效果不够清晰，无法确定陨石坑内是否有水。

“信使”号的摄影机拍不到永久阴暗区内部，因为里面没有光线，不过，“信使”号还携带有另一种有用的工具测高仪，可以测量地表以上的高度，以脉冲宽度10纳秒的红外线激光拍摄地貌，拦截反射回来的光束。

虽然反射回来的光子数量很少，但美国国家航空和航天局戈达太空飞行中心的行星学家乔格瑞·纽曼(Gregory Neumann)表示：“借由测量反射光束的能量，应该能看到水冰表面的亮光。”

水星和地球一样，都是类地行星。水冰的存在，证明彗星和小行星给太阳系内部带来了水和富含碳的物质。这个过程很可能发生在数十亿年前，也就是地球形成初期，不但在地球表面创造了海洋，也可能在里面播下制造生命的物质。

水星真是一个处于冰和火之间的世界。人类要进一步了解水星，可能要等到2024年，交给欧洲空间局的“贝比科隆博水星探测计划

(BepiColombo)”探测器完成。届时，它将携带两个独立的轨道探测器和磁场轨道器，用以绘制水星的地图，研究水星的磁场。到那时，我们也能看到“信使”号坠落水星时留下的直径16米的撞击坑。