以5天为间隔的标示显示出在近日点时有着较大的距离，清楚的显示出比较高的轨道速度。球的大小，与它们和太阳的距离成反比，用来阐释日心距离的变化。到太阳距离的变化，结合行星绕着自转轴的自转轨道共振，造成表面温度复杂的变化。这种共振使得一个水星日的长度是水星的两年，或是大约176个地球日。水星的轨道平面对地球的轨道平面有着7度的倾斜，显示在右图中。水星在前方穿越太阳的凌日，只有在水星穿越黄道平面之际，也位于地球和太阳之间时才会发生。平均下来，大约7年才会发生一次。水星的转轴倾角几乎是零，测量值小于0.027度。这明显的远小于木星，它是转轴倾角第二小的行星，数值为3.1度。这意味着位于水星极点的观测者，太阳中心点的高度永远不会高于地平线上2.1角分。
在水星表面上的某些点，观测者可以看见太阳上升到半途时，会反转回去日落，然后再度日出；在所有的点上，这些都发生在同一个水星日。这是因为在近日点前大约4个地球日时，水星轨道的角速度，几乎与它的自转速度相同，所以太阳的视运动会停滞；在近日点时，水星公转的角速度超过水星自转的角速度。因此，对假设在水星上的观测者，会明显的看到太阳逆行。通过近日点4天之后，在这些点上观测到的太阳视运动又恢复正常了。
水星与地球内合的周期平均是116地球日，但是由于水星轨道的离心率，这个间隔从105日至129日不等。水星与地球的距离可以近到7730万千米，但在公元年之前不会接近至8000万千米以内，公元2679年为8210万千米，公元4487年为8200万千米。从地球可以看见它逆行的时间大约是在内合前后的8-15天，所以会有如此大范围差距变化，完全是因为它有着较大的离心率。
1889年意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。许多年以来，水星被认为是与太阳同步的潮汐锁定，在每一次的轨道公转中都以同一面朝向太阳，就像月球始终以同一面朝向地球。在1965年的雷达观测，美国天文学家才测量出水星自转的精确周期是58.646天，证明水星以3:2的自转轨道共振，每公转太阳二次时也自转三次；而水星轨道的高离心率使得此共振稳定在近日点，太阳的潮汐力最强，太阳也平静的出现于最靠近水星的天空。
起初，天文学家认为它被同步锁定的原因是，当水星在适合观测的位置上时，它几乎总是在3:2共振的相同位置上，因此呈现相同的面貌。这也是因为水星公转周期与地球会合周期一半的巧合，由于水星3:2的自旋轨道共振，一太阳日约176地球日。一恒星日则约59地球日。
模拟的研究显示水星轨道的离心率是混沌的，在数百万年的时间内会因为其它行星的摄动从接近0至超过0.45之间变动。