A Naprendszer kialakulásával kapcsolatos leginkább elfogadott modellek szerint a bolygók formálódásának utolsó szakaszában, 3,95–3,85 milliárd évvel ezelőtt, fontos szerepet játszott a késői nagy bombázásnak (Late Heavy Bombardment, LHB) nevezett időszak, melynek során a korábbi nyugodtabb időszak után számos nagy méretű meteorit és kisbolygó csapódott a bolygók felszínébe. Ezt követően a nagy becsapódások száma leesett, és azóta alig történt ilyen esemény. A feltételezések szerint a késői nagy bombázás során évente körülbelül 10 milliárd tonna víz és szén-dioxid érkezett a Földre, és az üvegházhatást beindítva jelentősen felmelegítette a bolygó légkörét. Hasonló „csomagok” érkeztek a Marsra és a többi kőzetbolygóra is.
A Merkúr a Holdhoz hasonlóan a mai napig magán viseli a késői nagy bombázás nyomait. A Naprendszer legkisebb és központi csillagunkhoz legközelebb eső bolygójának gravitációs tere túl kicsi ahhoz, hogy huzamosabb ideig légkört tudjon megtartani, bár létezik körülötte egy hidrogént, héliumot, oxigént, nátriumot, kalciumot és káliumot tartalmazó, talajközeli exoszféra. A bolygó felszínén a nappali hőmérséklet eléri a 426 °C-ot, ami azt jelenti, hogy bármiféle valaha létező felszíni vízkészlet réges-régen elpárolgott az egyéb illékony anyagokkal egyetemben.
A NASA MESSENGER űrszondája azonban legutóbbi mérései során vízjég jelenlétét mutatta ki a bolygó pólusain található kráterek árnyékos mélyén. A reflexiós és neutron emissziós vizsgálatok nagy fényvisszaverő képességű foltok jelenlétét mutatták ki, amelyek alapvetően eltérnek az őket körülvevő, sötétebb felszíntől. Az adatok alapján ezen foltok vizet és komplex szerves molekulákat tartalmaznak, amelyek a Naprendszer ifjúkorában kerülhettek a bolygóra.
A merkúri víz létezésének lehetősége 1992-ben merült fel először, amikor a Földről végzett radarvizsgálatok olyan kétértelmű eredményeket produkáltak, amelyek indokolták a további és közelebbi szemügyre vételezést. Az erre a célra kifejlesztett MESSENGER űrszonda 2004. augusztus 3-án indult útjára, majd többször elrepülve a bolygó mellett 2011 áprilisában állt stabil pályára körülötte. A szonda azóta a Merkúr feltérképezését végzi, miközben vizsgálja a felszín anyagát és a mágneses teret is.
A különböző műszerek méréseinek eredményei összehangzóan azt mutatják, hogy a sarkvidéki régió krátereinek egy része elegendően árnyékos ahhoz, hogy ezekben a vízjég huzamosabb ideig megmaradhasson. A Prokofjev- és a Kandinszkij-kráter mélyén környezetüknél világosabb, erősen reflektív foltokat találtak, amelyek az állandóan árnyékban levő részeken helyezkednek el. A Földdel ellentétben a Merkúr forgástengelye merőleges a keringési síkra, így nincsenek rajta évszakok, és a sarki régió ezen krátereinek legmélyét valószínűsíthetően sosem érte napfény.
A Merkúr jege egyrészt fagyott felszíni tócsákban helyezkedik el, más részeit viszont vékony rétegben valamiféle sötétebb anyag fedi, amelynek eddigi vizsgálatai alapján a kutatók úgy vélik, hogy komplex szerves molekulákat tartalmazhat. A merkúri víz felfedezése és a szerves molekulák valószínűsíthető jelenléte megerősíti, hogy ezek a késői nagy bombázás során kerülhettek a Naprendszer szilárd felszínű égitestjeinek felszínére, alapvető szerepet játszva az élet kialakulásában. 
