Bề mặt Sao Thủy có rất nhiều hố to nhỏ và lởm chởm như bề mặt Mặt Trăng, gồm các đồng bằng và hố va chạm lớn, cho thấy nó đã trải qua một thời gian yên tĩnh địa chất hàng tỷ năm. Những hiểu biết về địa chất Sao Thủy từng dựa trên những quan sát bằng kính thiên văn từ mặt đất và chuyến bay thám hiểm của tàu Mariner năm 1975, và các nhà khoa học có hiểu biết hạn chế về các hành tinh đất đá.[20] Khi các dữ liệu gửi về từ tàu MESSENGER được phân tích thì hiểu biết của chúng ta dần được tăng lên. Ví dụ như các hố va chạm bất thường với các rãnh tỏa tia được phát hiện mà các nhà khoa học gọi nó là "con nhện".[31]

Các địa hình phản chiếu là những khu vực có độ phản xạ khác biệt đáng kể, như quan sát được từ kính thiên văn. Sao Thủy sở hữu các địa hình giống như các dãy núi xếp nếp, các cao nguyên giống như Mặt Trăng, núi, đồng bằng, các vách dốc đứng, và thung lũng.[32][33]

Tên của các dạng địa hình này trên Sao Thủy được đặt theo nhiều nguồn tài liệu khác nhau. Các tên đặt theo tên người chỉ hạn chế cho những người đã qua đời. Các hố va chạm, được đặt theo tên các nghệ sĩ, họa sĩ, nhạc sĩ, và các tác giả có đóng góp nổi bật trong lĩnh vực của họ. Các dãy núi đặt theo tên các nhà khoa học có đóng góp trong việc nghiên cứu Sao Thủy. Tên các công trình kiến trúc đặt cho các miền võng. Các núi được đặt tên theo từ "hot" và các đồng bằng mang tên thần "Mercury" trong nhiều ngôn ngữ khác nhau. Các vách dốc được đặt tên theo các con tàu của những đoàn thám hiểm khoa học. Tên gọi của các đài quan sát kính thiên văn vô tuyến đặt cho các thung lũng.[34]

Sao Thủy đã bị bắn phá dữ dội bởi các sao chổi và thiên thạch trong một khoảng thời gian ngắn sau khi nó hình thành cách đây 4,6 tỉ năm, và trong một giai đoạn khác cách nay 3,8 tỉ năm trước.[35] Trong giai đoạn bắn phá thứ hai, trên toàn bộ bề mặt hành tinh xuất hiện rất nhiều hố va chạm[33] việc này diễn ra càng thuận lợi hơn khi mà bầu khí quyển của hành tinh quá mỏng để có thể làm giảm sự ảnh hưởng bắn phá.[36] Cũng trong giai đoạn này có hoạt động núi lửa trên Sao Thủy; các bồn trũng như bồn trũng Caloris bị macma lấp đầy, tạo nên các đồng bằng phẳng tương tự như các "biển" (Lunar mare) trên Mặt Trăng.[37][38]

Dữ liệu thu được từ tàu MESSENGER bay qua hành tinh tháng 10 năm 2008 giúp cho các nhà nghiên cứu đánh giá rõ hơn về mức độ xáo trộn tự nhiên trên bề mặt Sao Thủy. Bề mặt của Sao Thủy là không đồng nhất bằng bề mặt Sao Hỏa hoặc Mặt Trăng, cả hai đều có địa hình trải dài đáng kể, tương tự như "biển" và cao nguyên.[39]

Hố và bồn địa va chạm

Các hố va chạm trên Sao Thủy có đường kính từ những hốc nhỏ cho đến những hố nhiều vành rộng hàng trăm kilômét. Chúng đều ở trạng thái bị "phong hóa" dần, từ những hố tỏa tia tương đối mới cho đến những hố tồn tại từ lâu chỉ còn lại dấu vết mờ. Các hố va chạm trên Sao Thủy khác rõ rệt so với hố va chạm trên Mặt Trăng bởi phạm vi vật liệu bị bắn ra nhỏ hơn sau những cú va chạm của thiên thạch, đây là hệ quả của trường hấp dẫn mạnh hơn của Sao Thủy so với của Mặt Trăng.[40] Theo quy ước của IAU, những hố va chạm mới phát hiện phải được đặt tên theo những họa sĩ nổi tiếng từ hơn 50 năm trước, và đã qua đời hơn ba năm trước ngày đặt tên cho hố va chạm trên Sao Thủy.[41]

Hố va chạm lớn nhất là Bồn địa Caloris có đường kính bằng 1.550 km.[42] Cú va chạm tạo ra lòng chảo Caloris rất mạnh làm dung nham phun ra và để lại một bờ vành đồng tâm cao hơn 2 km bao quanh hố va chạm. Tại điểm đối cực của Bồn địa Caloris là một vùng diện tích lớn có địa hình đồi mà các nhà khoa học gọi là "Địa hình Kỳ lạ" ("Weird Terrain"). Nguồn gốc hình thành vùng này có thể là do sóng xung kích từ cú va chạm tạo ra Bồn địa Caloris lan truyền trên khắp hành tinh, hội tụ tại điểm đối cực của nó (ngược 180 độ). Kết quả của sự hội tụ nén sóng xung kích làm đứt gãy bề mặt hành tinh tại vùng này.[43] Một giả thuyết khác cho rằng "Địa hình Kỳ lạ" hình thành do sự hội tụ của vật liệu bắn ra từ cú va chạm mạnh này.[44]

Trên toàn bề mặt Sao Thủy đã được chụp ảnh có khoảng 15 lòng chảo va chạm. Lòng chảo Tolstoj đường kính 400 km có nhiều bờ vành với đặc trưng nổi bật đó là vật liệu bắn ra từ lòng chảo này kéo dài tới 500 km từ bờ vành và trong lòng chảo đã bị những vật liệu lấp đầy thành địa hình bằng phẳng. Bồn địa Beethoven có phạm vi vật liệu bắn ra tương tự và có đường kính bờ vành 625 km.[40] Giống như Mặt Trăng, bề mặt Sao Thủy cũng chịu tác động của quá trình phong hóa không gian, bao gồm gió Mặt Trời và tác động của những thiên thạch nhỏ.[45]

Đồng bằng

Có hai vùng đồng bằng khác nhau về mặt địa chất trên Sao Thủy.[40][46] Những đồng bằng liên miệng núi lửa / hố va chạm là những đặc điểm cổ nhất trên bề mặt,[40] trước khi bề mặt hành tinh bị bắn phá bởi các thiên thạch. Những đồng bằng liên miệng núi lửa dường như bị làm mờ đi bởi những hố va chạm sớm hơn trước đó, và thường chỉ có các hố với đường kính dưới 30 km.[46] Người ta vẫn không biết rõ chúng có nguồn gốc từ các hố va chạm hay là miệng núi lửa.[46]

Những đồng bằng trơn phẳng là những vùng rộng lớn có cao độ thấp và hình dáng tương tự "biển" trên Mặt Trăng. Điển hình là, chúng chiếm đầy một vành rộng quanh Bồn địa Caloris. Không giống như biển trên Mặt Trăng, những đồng bằng trơn phẳng trên Sao Thủy có suất phản chiếu ánh sáng như của những đồng bằng liên miệng núi lửa cổ. Mặc dù thiếu đi những đặc điểm của sự hoạt động núi lửa, địa mạo giống thùy cục bộ ủng hộ giả thuyết cho rằng chúng có nguồn gốc núi lửa.[40] Mọi đồng bằng trơn phẳng đều hình thành sau Bồn địa Caloris, bởi vì chúng có khá nhiều hố va chạm nhỏ so với vùng có vật liệu bắn ra từ Bồn địa.[40] Nền của Bồn địa Caloris chứa nhiều địa hình phẳng phân biệt về mặt địa chất, ngăn cách bởi những dãy đất cao và những khe nứt gãy xếp thành hình đa giác. Các nhà khoa học không biết rõ là địa hình này do dung nham núi lửa lấp đầy hay do vật liệu nóng chảy xuất hiện từ các vụ thiên thạch rơi xuống.[40]

Một đặc điểm khác thường trên bề mặt Sao Thủy đó là sự xuất hiện của nhiều vách núi cắt qua các đồng bằng. Khi lõi hành tinh lạnh đi, lớp vỏ của nó co lại và dẫn đến địa hình bề mặt bị biến dạng, sụt xuống tạo ra những vách đá này. Những nếp gấp này còn xuất hiện bên trên các hố va chạm hay ở đồng bằng trơn phẳng, và có lẽ những nếp gấp / vách đá này mới hình thành gần đây.[47] Bề mặt Sao Thủy còn chịu sức hút của lực thủy triều từ Mặt Trời làm cho bề mặt như được dâng lên giống như thủy triều lên xuống—lực thủy triều của Mặt Trời tác động lên Sao Thủy lớn gấp 17 lần lực thủy triều của Mặt Trăng lên Trái Đất.[48]