Sao Thủy quay quanh trục của nó được ba vòng trong hai chu kỳ quỹ đạo quanh Mặt Trời, khi lấy các ngôi sao cố định làm hệ quy chiếu. Nếu nhìn từ Mặt Trời, trong hệ quy chiếu quay theo quỹ đạo chuyển động, Sao Thủy chỉ quay được 1 vòng trong hai chu kỳ quỹ đạo của hành tinh.[lower-alpha 3] Tỉ số chính xác này là do ảnh hưởng của hiện tượng khóa thủy triều. Còn nếu một người đứng trên Sao Thủy, họ sẽ chỉ thấy Mặt Trời di chuyển 1 lần trên nền trời, hay chỉ có 1 "ngày" trong 2 "năm" Sao Thủy.[14]

Một "năm" trôi qua mỗi "đêm" của Sao Thủy, trong khi Mặt Trời ở bên dưới chân trời, do đó nhiệt độ bề mặt xuống rất thấp. Trong thời gian một năm của ban "ngày", Mặt Trời di chuyển rất chậm trên bầu trời từ chân trời phía đông sang chân trời phía tây,[lower-alpha 4] trong khi hành tinh đã hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời, đi qua cả điểm cận nhật và điểm viễn nhật. Tại điểm cận nhật, cường độ ánh sáng chiếu lên bề mặt hành tinh cao gấp hai lần khi nó ở điểm viễn nhật. Có những điểm trên bề mặt bị Mặt Trời chiếu sáng liên tục trong cả "ngày" khi nó ở điểm cận nhật. Những nơi này do vậy trở nên rất nóng. Những nơi mà Mặt Trời ở trên cao bầu trời trong thời gian hành tinh ở điểm viễn nhật có nhiệt độ thấp hơn so với lúc cận nhật.

Sự chênh lệch nhiệt độ lúc cận nhật và viễn nhật còn tăng theo sự biến đổi của tốc độ chuyển động biểu kiến Mặt Trời trên bầu trời của Sao Thủy. Càng gần điểm cận nhật, Sao Thủy có vận tốc quỹ đạo cao hơn khi nó tiến đến điểm viễn nhật. (Xem ở đây.) Gần điểm cận nhật, vận tốc góc quỹ đạo Sao Thủy tăng đáng kể gần bằng vận tốc góc tự quay quanh trục, tính theo những ngôi sao cố định ở xa. Trong lúc này, nếu nhìn từ Mặt Trời, chúng ta sẽ chỉ thấy được một mặt bán cầu Sao Thủy luôn hướng về phía Mặt Trời, giống như một bán cầu Mặt Trăng luôn hướng về Trái Đất.[lower-alpha 5] Quá trình một bán cầu hướng về Mặt Trời trong thời gian lâu làm tăng cường bức xạ Mặt Trời chiếu lên bán cầu này trong thời điểm Sao Thủy ở gần điểm cận nhật. Quá trình ngược lại xảy ra khi hành tinh ở gần điểm viễn nhật, khi Mặt Trời dường như di chuyển nhanh hơn trên nền trời Sao Thủy.

Ở một nơi bất kỳ trên bề mặt hành tinh, có một chu kỳ biến đổi nhiệt độ lặp lại hàng "ngày" trên Sao Thủy. Sự biến đổi của góc cao độ và tốc độ biểu kiến của Mặt Trời trên bầu trời ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng tại nơi đó. Khi khoảng cách từ Sao Thủy đến Mặt Trời thay đổi, những nơi khác nhau theo vĩ độ và kinh độ trên bề mặt trải qua sự biến đổi nhiệt độ khác nhau trong một "ngày" Sao Thủy.