Z powodu małej wielkości planety w stosunku do wysokiej gęstości musi ona mieć duże, bogate w żelazo jądro.
Nowych informacji o budowie planety dostarczyły pomiary pola grawitacyjnego Merkurego wykonane przez sondę MESSENGER oraz wykonane z Ziemi radarowe pomiary libracji planety. Pozwoliły one na stworzenie nowych modeli struktury wewnętrznej. Zgodnie z nimi jądro Merkurego ma promień około 2020 ± 30 km i jest otoczone przez zewnętrzną powłokę z krzemianowej skorupy i płaszcza o łącznej grubości 420 ± 30 km. Średnia gęstość jądra planety wynosi około 6980 ± 280 kg m−3, natomiast średnia gęstość zewnętrznej powłoki wynosi około 3380 ± 200 kg m−3. Inny model przewiduje podobny rozmiar jądra – 2004 ± 39 km, o średniej gęstości 7233 ± 267 kg m−3.
Jądro planety ma złożoną strukturę. W środku znajduje się duże stałe jądro wewnętrzne, o średnicy około 2000 km, które otoczone jest przez płynne jądro zewnętrzne o promieniu około 1000 km. Obserwacje geochemiczne składu powierzchni planety wskazują, że w skład metalicznego, żelaznego jądra mogą wchodzić krzem i siarka. Możliwe, że pomiędzy płynną warstwą jądra a płaszczem istnieje też kolejna żelazo-siarkowa zewnętrzna stała warstwa jądra.