בזמן שיגור המשימה, החללית מרקורי והאסטרונאוט היו מוגנים מפני תקלות שונות בטיל השיגור, על ידי מערכת המילוט (LES). מערכת זו כללה מנוע רקטי מונע בדלק מוצק, בעל דחף של 231 קילו־ניוטון, שכלל שלושה נחירי פליטה שהורכבו על מגדל שהוצב בחרטום החללית. במקרה חירום, ה־LES הייתה מופעלת לשנייה אחת, בעודה מרחיקה את החללית והאסטרונאוט מהמשגר העלול להתפוצץ. לאחר מכן הייתה החללית נוחתת בשלום באמצעות מצנחיה. עם סיום בעירת המאיצים, כבר לא היה צורך במערכת ה־LES, ולכן היא הופרדה מהחללית באמצעות מנוע דלק מוצק בעל דחף של 3.6 קילו־ניוטון שבער במשך 1.5 שניות.
עם סיום מוצלח של השיגור, החללית הפעילה מערכת בעלת שלושה מנועים קטנים בעלי דחף של 1.8 קילו־ניוטון במשך שנייה אחת, שהפרידה את החללית מהמשגר. מנועים אלו נקראו "פוסיגרייד" (posigrade).
החללית כללה מנועים לשליטה רק בכיוונה. החללית צוידה רק בבקרי שליטה במסלול - אחרי הכניסה למסלול וקצת לפני הצתת מנועי ההאטה לשם חדירה לאטמוספירה, לא הייתה אפשרות לשנות מסלול. לחללית היו שלושה סטים של סילוני בקרה אוטומטיים, ובקרי סילון ידניים נפרדים, אחד לכל ציר (גלגול, סיבסוב ועלרוד), שהונעו משני מכלי דלק נפרדים, אחד אוטומטי ואחד ידני. הטייס היה יכול להשתמש בכל אחד ממערכות הסילונים, ולתדלק אותם מכל אחד משני מכלי הדלק, כדי לשלוט בכיוון החללית. החללית תוכננה לשליטה מהקרקע במקרה והטייס לא מסוגל לתפקד.
לחללית היו שלושה מנועי האטה מונעים בדלק מוצק, בעלי דחף של 4.5 קילו־ניוטון וזמן בעירה של 10 שניות כל אחד. מנוע אחד בלבד הספיק לחללית כדי לחזור לכדור הארץ אם שני המנועים האחרים כשלו. המנועים הופעלו בהפרשים של חמש שניות אחד מהשני.
בחרטום החללית הורכב מדף מתכתי קטן ששימש לסיבוב החללית אם היא חדרה לאטמוספירה עם חרטומה קודם (הכיוון הלא נכון), כך שמגיני החום שבתחתית החללית יספגו את מרב חום החדירה. במהלך החזרה מטיסה מסלולית הרגיש האסטרונאוט כ־8 ג'י, ובחזרה מטיסה תת־מסלולית הרגיש בין 11 ל־12 ג'י.
בתכנונים מוקדמים של מגן החום של החללית הוצע להשתמש או בצלעות קירור מבריליום או במגן חום "חודר" (Ablative). בדיקות נרחבות יישבו את הבעיה כאשר מגן החום ה"חודר" נמצא אמין ביותר (עד כדי כך שניתן היה להקטין את עוביו בצורה בטוחה, ולהקטין את מסתה הכוללת של החללית), קל יותר לייצור (הבריליום באותה תקופה היה מצוי בכמויות קטנות ויוצר רק על ידי חברה אחת בארצות הברית) וזול יותר. פני מגן החום צופו בשכבות רבות של אלומיניום ופיברגלס. כאשר הגיעה החללית לטמפרטורה של כ־1,100 מעלות צלזיוס בעת החדירה, היו השכבות "בולעות" את החום ומתפוררות. במהלך החדירה הייתה החללית מתחממת אך לא בצורה שסיכנה את החללית או את הטייס.
לאחר החדירה, בגובה 21,000 רגל (6.4 ק"מ), היה נפרש מצנח קטן ששימש להאטה ראשונית של החללית. המצנח הראשי נפרש בגובה 10,000 רגל (3 ק"מ) והאט את החללית עוד יותר לקראת הנחיתה. רגעים לפני הנחיתה במים התנפח בלון אוויר מתחת למגן החום שהפחית את עוצמת הפגיעה. עם הנחיתה התנפחו עוד בלונים סביב חרטום החללית ששמרו עליה כך שתצוף עם חרטומה מופנה כלפי מעלה, והמצנחים שוחררו. כשמסוק החילוץ לכד בהצלחה את הקפסולה הפעיל הטייס נפצים שהעיפו את פתח הקפסולה כך שיוכל לצאת. ניתן היה לצאת מהקפסולה גם דרך חרטום הקפסולה.
ייצור.
נאס"א הזמינה ממקדונל איירקראפט קורפוריישן 20 חלליות מרקורי, ממוספרות מ־1 עד 20. חמש מתוך ה־20 (10, 12, 15, 17 ו־19) לא שוגרו. קפסולות 3 ו־4 הושמדו במהלך שיגורים לא מאוישים. קפסולה מספר 11 טבעה עם חזרתה מהמשימה המאוישת מרקורי־רדסטון 4 (האסטרונאוט חולץ בשלום) והקפסולה חולצה מהמים 38 שנה מאוחר יותר, ב־1999. מספר קפסולות עברו שיפוץ או שדרוג לאחר יצורן המקורי (להארכת משך שרידותן בחלל) ולזהויין נוספה אות (אחרי המספר) לדוגמה 2A ו־15B (ה־B משמעותו שהחללית שופצה פעמיים). מספר דגמים ומודלים של החללית נבנו ושימשו לבחינת מערכת המילוט ומגיני החום בעת החדירה. בדיקות אלו בוצעו במרכז המחקר לנגלי ובאי וואלופס על גבי משגרי ליטל ג'ו וביג ג'ו (אטלס D).
משגרים.
בתוכנית מרקורי השתמשו בשלושה משגרים:
משגר הטיטן 2 הוצע לשימוש בטיסות מרקורי מאוחרות יותר, אך התוכנית הסתיימה לפני שנעשה בהם שימוש. במקום זאת שימש המשגר לשיגור החלליות בתוכנית ג'מיני שבאה לאחר תוכנית מרקורי. משגר נוסף, הסקאוט, שימש לשיגור יחיד בתוכנית מרקורי, מרקורי־סקאוט 1, במטרה להציב לוויין קטן במסלול שיבחון את מערכת העיקוב של חלליות מרקורי. המשימה שוגרה ב־1 בנובמבר 1961, אך המשגר הושמד מהקרקע 44 שניות לאחר השיגור מכיוון שסטה ממסלולו.
טיסות לא מאוישות.
התוכנית כללה 20 משימות לא מאוישות. לא כל המשימות כוונו אל החלל ולא כולם הושלמו בהצלחה. 4 מהמשימות נשאו עימם יונקים:
כל המשימות נקראו על שם המשגר ששימש אותם, כולל מספר המשימה של המשגר. משגרי מרקורי־רדסטון והאטלס יועדו לשיגורים מאוישים אך היה צורך לבחון אותם לפני כן. לכן יצא שהמשימה המאוישת הראשונה של הרדסטון הייתה מרקורי־רדסטון 3, ושל האטלס מרקורי־אטלס 6.
טיסות מאוישות.
אסטרונאוטים.
האמריקאים הראשונים שטסו לחלל נבחרו מתוך קבוצה של 110 טייסים בשירות הכוחות המזוינים של ארצות הברית, שנבחרו הודות לניסיון הטיסה שלהם בתור טייסי ניסוי ובגלל הדרישות הפיזיות והרפואיות בהן עמדו. נאס"א הודיעה על בחירתם של שבעה מתוך ה־110 - שנודעו בכינוי "שביעיית מרקורי" - כאסטרונאוטים ב־9 באפריל 1959, אך רק שישה מתוכם טסו בתוכנית, מאחר שדיק סלייטון, הטייס השביעי, קורקע בעקבות בעיות רפואיות. סלייטון טס בסופו של דבר במשימת אפולו־סויוז ב־1975 לאחר שהוכיח את כשירותו הרפואית. שבעת האסטרונאוטים היו, לפי סדר טיסתם:
כשם שנבחנו משגרי וקפסולות התוכנית, כך נבדקו והוכשרו גם טייסיה. לרוב המבחנים האלו נבנו מתקנים מיוחדים שדימו את מצב חוסר המשקל אותו יחוו הטייסים בחלל, ואת כוחות הג'י הרבים אותם יחוו בעת החזרה מהחלל. כמו כן התאמנו הטייסים בתפעול הקפסולה, ביצוע תמרונים שונים ויציאה מהקפסולה כאשר הם לבושים בחליפת חלל.
שיגורי מרקורי מאוישים.
סך הכל שוגרו לחלל במסגרת התוכנית שש משימות מאוישות. הידועות מבין השש הן הראשונה והשלישית. במשימה הראשונה, ששוגרה ב־5 במאי 1961, הפך אלן שפרד לאמריקאי הראשון בחלל ולאדם השני בחלל אחרי יורי גאגרין הרוסי שטס בחלל חודש לפי כן. במשימה השלישית, ששוגרה ב־20 בפברואר 1962, הפך ג'ון גלן לאמריקאי הראשון שהקיף את כדור הארץ (ולאדם השלישי אחרי גאגרין וגרמן טיטוב).
שתי משימות תת־מסלוליות שתוכננו בוטלו כיוון שהתגלו כחסרות משמעות ופחות מתקדמות מהמשימות המסלוליות ששיגרה ברית המועצות. גם שלוש משימות מסלוליות בוטלו כי הובן שהחללית הגיעה לגבול יכולותיה.
החל מטיסתו של אלן שפרד ב"פרידום 7", קראו האסטרונאוטים לחלליתם בשם שהסתיים במספר 7, כסימן לעבודת הצוות של חבריהם האסטרונאוטים.
מערך העקיבה ומרכז הבקרה.
על מנת לעקוב אחר החללית בעודה בחלל ובחזרתה לכדור הארץ, הוקמה רשת תחנות רדיו לאורך קו המשווה. שתי רשתות עיקוב כבר היו קיימות, אחת למשימות רובוטיות ואחת למשימות חלל עמוק, אך הן לא התאימו למשימות מאוישות.
כמו כן הוקם מרכז בקרה לתוכנית בנמל החלל קייפ קנוורל, אשר ממנו נשלטו ונוטרו שיגורי התוכנית, הטיסות הרובוטיות המאוישות, ופעילויות שונות הקשורות לתוכנית. מרכז בקרה זה שימש גם לשליטה במשימה המאוישת הראשונה בתוכנית ג'מיני - ג'מיני 3 - אך מאחר שתוכנית זו דרשה ציוד מתקדם יותר נבנה עבורה מרכז בקרה חדש.
עלות התוכנית.
בינואר 1969 הציגה נאס"א בפני הקונגרס הערכה לעלויות תוכניות מרקורי, ג'מיני ואפולו. לפי הערכה זו, עלות תוכנית מרקורי עמדה על 392.6 מיליון דולר, כמפורט להלן:
ב־2010 העריכו ב־The Space Review כי עלות התוכנית הייתה כ־1.6 מיליארד $, בדולרים של 2010.
מורשת.
סמלי המשימות.
תגי משימות, כביכול של תוכנית מרקורי, פורסמו וזמינים לקהל (תגים אלו מופיעים בטבלת המשימות המאוישות לעיל). במציאות, תגי אלו עוצבו על ידי יזמים פרטיים מספר שנים לאחר סיום התוכנית. הדרישה לתגי משימות לתוכנית מרקורי באה מהציבור לאחר שטייסי תוכנית ג'מיני עיצבו לעצמם תגי משימה. כאשר שוגרו טייסי תוכנית מרקורי, הם לבשו על חליפת החלל שלהם רק תג עם סמל נאס"א ותג עם שמם. עם זאת, כל טייס מרקורי קיבל את הזכות לתת שם לחלליתו, שם ששימש כאות הקריאה לחללית וכן עיטר את החללית מבחוץ.
סרטים.
ב־1983 יצא סרט קולנוע אמריקאי - The Right Stuff - שתיאר את תוכנית מרקורי על פי ספר בעל אותו שם שכתב טום וולף ושיצא לאור ב־1979. הסרט עוסק גם בטיסות ובטייסי הניסוי במטוסים כגון ה־X-1 וה־X-15 שקדמו לתוכנית.
בפרק הראשון של סדרת הטלוויזיה הדוקומנטרית הבריטית "When We Left Earth: The NASA Missions" מתוארת תוכנית מרקורי. התוכנית שודרה לראשונה בארצות הברית ב־2008.
בולים.
ב־1962 כיבד משרד הדואר של ארצות הברית את טיסת מרקורי־אטלס 6 בבול המתאר את המשימה. הבול נמכר לראשונה בקייפ קנוורל, פלורידה, ב־20 בינואר 1962, יום שיגור המשימה. ב־4 במאי 2011 הוציא משרד הדואר בול לכבוד יובל שנים לשיגור האמריקאי הראשון לחלל - אלן שפרד - ששוגר ב־5 במאי 1961.
פרסים.