Dreieinhalb Jahre dauert der Flug, dann fliegt Messenger zunächst dreimal am Merkur vorbei, bis sich die Bahn der Sonde jener des Planeten weit genug angeglichen hat, um im März 2011 das Einschwenken in eine Umlaufbahn zu erlauben. In den Jahren 1974 und 1975 flog die Sonde Mariner 10 ebenfalls dreimal am Merkur vorbei - ohne allerdings in eine Umlaufbahn einzuschwenken - und fotografierte dabei knapp die Hälfte der Planetenoberfläche. Entsprechend lückenhaft sind auch heute noch die Kenntnisse der Astronomen über den sonnennächsten Planeten.

Merkur ist eine kleine Welt: Mit einem Durchmesser von knapp 4.900 Kilometern ist er nach Pluto der zweitkleinste Planet des Sonnensystems. In der glühenden Strahlung der nahen Sonne - der Abstand des Merkur von der Sonne beträgt mit 58 Millionen Kilometern nur etwa ein Drittel der Entfernung Erde-Sonne - heizt sich die Oberfläche des Planeten tagsüber auf über 400 Grad auf. Doch keine schützende Atmosphäre hält die glühende Hitze fest: Nachts kühlt der Merkurboden auf unter minus 200 Grad ab.

Radaruntersuchungen zeigten 1991 ungewöhnlich helle Flecken an den Polen des Merkur. Die starke Reflektion sprach für eine Substanz, die die Planetenforscher in der Gluthölle des Merkur als letztes erwartet hatten: Wassereis. Einfallende Meteoriten und Kometen könnten über die Jahrmilliarden Wasser zum Merkur transportiert haben, das sich in vor dem Sonnenlicht geschützten Regionen innerhalb großer Krater niederschlagen und gefrieren konnte. Ähnliche Regionen, in denen Wassereis vermutet wird, finden sich auch an den Polen des Erdmonds. Messenger ist mit mehreren Detektoren ausgestattet, mit denen die Sonde die chemische Beschaffenheit des Merkurbodens untersuchen soll. Damit ließe sich auch Wasser auf oder nahe der Oberfläche nachweisen.