Wśród innych odkryć, misja kosmiczna Messenger z 2008 r. ujawniła nowe informacje na temat substancji chemicznych, które tworzą atmosferę Merkurego. Ciśnienie atmosferyczne na Merkurym jest niezwykle niskie, około jednej tysięcznej z bilionowej wartości Ziemi na poziomie morza. Dane pokazują, że Merkury zawiera dwutlenek węgla, azot i inne znane gazy, chociaż w bardzo małych ilościach.
Dwutlenek węgla i tlenek węgla
Według ustaleń Messengera, dwutlenek węgla stanowi ponad 95 procent atmosfery Merkurego. Chociaż na Ziemi dwutlenek węgla jest silnie związany z życiem, jest bardzo mało prawdopodobne, aby maksymalne pęcherze na Merkurym temperatura w ciągu dnia 427 stopni Celsjusza (800 stopni Fahrenheita) i warunki zbliżone do próżni sprzyjają każdemu znanemu życiu organizmy; zamiast tego CO2 jest najprawdopodobniej spowodowany aktywnością wulkaniczną i innymi działaniami na powierzchni planety. Tlenek węgla jest również obecny w 0,07 procent.
Para wodna
Co zaskakujące, atmosfera Merkurego zawiera niewielkie ilości pary wodnej – 0,03 procent. Chociaż Merkury nie może mieć oceanów, lód wodny został wykryty w zimnych regionach polarnych, gdzie cienie tworzą trwałe strefy mroźne, ukryte przed światłem słonecznym. Para wodna może być wynikiem połączenia wodoru i tlenu w atmosferze Merkurego.
Azot i tlen
Azot i tlen to dwa gazy, które stanowią większość ziemskiej atmosfery i pojawiają się również w Merkurym. Obfitość azotu stanowi 2,7 procent powietrza Merkurego, a tlen stanowi 0,13 procent. Na Ziemi rośliny są odpowiedzialne za produkcję tlenu. Źródło niewielkiej ilości Merkurego jest przedmiotem spekulacji; może pochodzić z meteorytów niosących wodę, która następnie pod wpływem silnego światła słonecznego rozpada się na wodór i tlen. Inne źródła mogą obejmować rozpad minerałów na powierzchni Merkurego.
Gaz argonowy
Argon jest gazem obojętnym, rzadko reagującym z innymi chemikaliami lub nawet z samym sobą. Stanowi 1,6 procent atmosfery Merkurego. Wraz z innymi gazami argon Merkurego prawdopodobnie wydostaje się z głębi planety i jest uwalniany przez wulkany i uderzenia meteorytów; minerały są mało prawdopodobnymi źródłami, ponieważ argon nie reaguje chemicznie, tworząc żaden znany minerał.
Gazy śladowe
Rtęć zawiera inne związki chemiczne w swojej atmosferze, chociaż dokładne stężenia są bardzo małe i trudne do zmierzenia. Wiadomo, że wodór i hel istnieją, prawdopodobnie przybywają wraz z wiatrem słonecznym i są tymczasowo schwytane przez słabą grawitację Merkurego. Sonda Messenger wykryła ślady kryptonu, chemicznego kuzyna argonu, a także metanu. Inne znalezione chemikalia obejmują metale alkaliczne, sód, potas i wapń.