卡路里盆地是水星的一个巨大的陨击盆地，英文名称为Caloris Basin，直径约1550公里（960英里）。它是太阳系中最大的撞击盆地之一。“Calor”是拉丁语中的“热”，盆地之所以如此命名，是因为水星在近日点时运行比较缓慢，阳光直射到这里，因此卡路里盆地也是太阳系诸行星表面最热的地方。该陨击盆地在1974年被发现，被一座称为卡路里山，约2公里（1.2英里）高的环状山脉所包围。科学家们推测，卡路里盆地是由巨大的撞击形成的。大约在30到40亿年前，有一颗直径至少为100千米的小行星同水星发生了碰撞，并一下子砸进了水星的呈熔融状的内部。大量熔岩喷涌出来，填入了那巨大的陨击坑。

1974年的水手10号水星探测器拍摄的图像上发现了卡路里盆地。它的名字是由宇航员和水手10号成像团队的成员布莱恩·奥列里提出的。在水手10号探测器经过的时候卡路里盆地恰好将昼半球和夜半球分开，所以只能对一半的陨击盆地成像。后来，在2008年1月15日，由信使号探测器拍摄的第一张照片显示了卡路里盆地的全貌。

在水手10号拍摄卡路里盆地一半图像之后，最初估计其直径约为810英里（1300公里），但根据信使号拍摄的后续图像这一数据增加到了960英里（1540公里）。卡路里盆地被一座称为“卡路里山”的高山环绕，高达2公里（1.2英里）。在陨击盆地的底部充满了熔岩平原，类似于月球的月海地貌。在卡路里山以外，在陨石撞击中喷射的物质绵延1000公里（620英里），在陨击盆地周围形成了同心圆结构。

水星上向外蔓延的卡路里盆地是太阳系中最大的撞击盆地之一，在太阳系早期由一个小行星大小的物体撞击形成，这个结构复杂、充满裂缝的盆地跨越1500公里左右。卡路里是水星最年轻的大型撞击盆地，之后被岩浆充填。经受过喷流后的撞击坑露出了表面岩浆下方的物质，分析这些撞击坑可以推断，上面的火山岩浆厚2.5至3.5公里。盆地边缘的斑点被认为是火山口。

在太阳系的第一个十亿年左右，太阳系内部的天体经历了小行星的猛烈轰击。在大部分猛烈轰击结束后，一个直径至少为100千米（62英里）的撞击体与水星相撞，发生了卡路里盆地撞击事件，因为在地面上看到的陨石坑比陨击盆地以外的面积相对较小。卡路里盆地和月球上类似的陨击盆地，如Miver Ibrimon和Mel-Orthalar被认为是在同一时期形成的，这可能表明在早期太阳系的重轰击阶段结束时有一个名为“尖峰”的巨大冲击时期。基于信使号探测器拍摄的照片，卡路里盆地的年龄已被确定在38亿年和39亿年之间。

卡路里盆地盆地撞击事件可能对水星产生了全球性的影响，在盆地的对跖点是大面积的丘陵沟壑地形，有几个小的陨击坑，被称为“混沌地形”（也叫“怪异地形”）。一些人认为，卡路里盆地撞击事件在水星上引发了强烈的地震，“混沌地形”由于地震波在卡路里盆地的对跖点汇聚而产生的地震波挤压形成的。另一种说法是，这个地形是由于在这个盆地的对跖点上喷出物聚集形成的。这种假设的影响也被认为触发了水星上的火山活动，导致了熔岩平原的形成。卡路里盆地周围是由陨击喷出物产生的一系列地质构造，统称为卡路里群。

水星由于微弱的磁场和强烈的太阳风，具有非常脆弱和短暂的大气层，包含少量捕获自太阳风的氢和氦，以及钠和钾等较重的元素。这些较重元素被认为来自于水星内部，在水星地壳上被“放气”。卡路里盆地陨击产生的裂缝有助于释放来自水星内部的气体，已被发现是钠和钾的重要来源。而位于卡路里盆地对跖点的“混沌地形”也是这些气体的来源之一。