水星飞船是用于运载单人进入太空并将其安全送回的飞行器。

它的外形呈圆锥状，长2米，锥底直径1.9米，锥顶装有小圆柱体。根据任务的不同，安装在助推火箭顶端的飞船重量可在1043千克到1360千克之间。飞船的上部有一个紧急逃生塔，它可以将太空舱从助推火箭上分离并将其推升到一定的高度。在该高度下，降落伞能够打开并将太空舱和宇航员安全送回离发射架不远的地面上。在飞船的底部有一块隔热罩和一台减速发动机，隔热罩可以保护太空舱重返大气层时不被烧坏，减速发动机则是一些小型的火箭助推器，它们的作用是在飞船重返大气层时使其减速。

与任何飞船一样，水星飞船必须具备以下系统：

三只球形氧气瓶为舱类提供纯氧。氢氧化锂滤气罐清除呼出的二氧化碳。鼓风机被用来循环舱内空气并为宇航员降温。绝热材料和双层舱壳有助于保持舱内温度在可承受范围。饮用水由舱内提供。尿液收集系统被集成到太空舱上。宇航员穿戴着增压服和头盔来隔绝热量并免受舱内低压的影响。

电源由1500瓦和3000瓦电池的不同组合来提供。水被用来冷却这些不同的电力系统。

高频（HF）和超高频（UHF）的发射机和接收器用于与地面之间双向传送声音、遥控数据以及导航数据。天线和回收信标位于飞船的顶部。一台电视摄像机被安放在舱内以监测宇航员。

在各个方向（X、Y和Z 轴）上的俯仰、翻滚和偏航操作是通过反作用控制推进器来完成的，这些推进器使用高压过氧化氢作为燃料。反作用控制推进器可以自动控制也可以手动控制。三台固体火箭发动机（加速发动机）用来使飞船与助推器分离，另外三台固体火箭发动机（减速发动机）用来在飞船返回地球大气层时使其减速

飞船装备了烧蚀隔热罩以防止其在重返大气层时，在约1093℃的高温下被烧坏。隔热罩为铝制蜂窝状结构，中间包含多层玻璃纤维材料。随着飞船的下降，隔热罩的材料汽化并带走热量。双层舱壳和隔热材料保持舱内温度在可承受的范围内（但仍然很热）。

重返大气层后，一个漏斗形的小减速伞在6405米高度处被打开，开始对飞船进行减速以备着陆。主降落伞在3050米高度处被打开，继续对飞船减速从而为水上着陆做准备。就在撞击水面之前，着陆气囊从隔热罩后面急速膨胀以减少撞击力。着陆之后，其他的气囊立即在飞船顶端周围膨胀，使太空舱在水中保持直立，同时降落伞也被释放。一旦救援直升机钩住飞船，宇航员就打开安全舱口离开太空舱，也可以在仪器面板后面爬行然后通过锥顶离开太空舱。水星飞船有两种推进器，Redstone和Atlas火箭。两种火箭均由弹道导弹改装而来，改装后携带的是飞船的有效载荷而非弹头。

在早期Redstone和Atlas火箭的发射中，美国国家航空和航天局遭受了几次失败，火箭在发射的不同阶段爆炸了。问题解决后，发射试验又分别在无人和搭载动物的条件下进行。Redstone曾在前两次亚轨道载人飞行中使用，但它的动力不如Atlas火箭，因此，水星计划的后续飞行中均是由Atlas火箭将宇航员送上轨道的。