Le mercure qui existe à l’état stable dans la croûte terrestre est souvent qualifié de mercure «géologique». Par opposition, le mercure dit «actif» débute son cycle dans l’environnement lorsqu’il quitte cet état stable, à travers des processus naturels ou des interventions de nature humaines. De nombreux débats ont eu lieu au sujet de la contribution relative du mercure de source naturelle par rapport aux émissions dans l’environnement dues à l’activité humaine. Un des principaux défis que pose ce débat est l’absence d’information exacte sur les niveaux d’émissions de mercure actuels et passés, et le manque d’outils appropriés afin de permettre la distinction entre ces deux sources. Les scientifiques ont déterminé, à partir de mesures des concentrations de mercure dans les sédiments, que les niveaux de mercure dans l’environnement sont aujourd’hui au moins le double de ce qu’ils étaient avant l’ère préindustrielle. D’autres mesures des niveaux de mercure dans l’atmosphère suggèrent que cette augmentation se poursuit au rythme de un pour cent par année. Ces constats ont conduit la communauté scientifique à conclure que la moitié ou plus du mercure actuellement dans le cycle environnemental atmosphérique provient des activités humaines. La capacité du mercure à circuler dans l’environnement selon un cycle de déposition-rémission vers l’atmosphère rend également difficile la distinction entre ce qui est de source naturelle et ce qui provient des activités humaines.

Le mercure est émis à partir d'un éventail de sources naturelles comme les volcans, les sols, les conduits volcaniques sous-marins, les zones géologiques riches en mercure ainsi que les eaux douces et les océans, les plantes, les feux de forêt, les cristaux de sel marin et la poussière météorique.

Bien que les émissions naturelles se produisent principalement sous forme de vapeurs de mercure élémentaire (Hg0), des particules et des vapeurs d'oxydes, de sulfures, d'halogénures ainsi que des vapeurs de méthylmercure peuvent également être émises.

Les chercheurs estiment que les sources continentales émettent chaque année environ 1 000 tonnes d'émissions naturelles. Selon eux, les océans émettaient près de 600 tonnes de fuites annuellement pendant la période préindustrielle. Aujourd'hui par contre, les fuites des océans s'élèvent jusqu'à environ 2 000 tonnes en raison de la rémission de dépôts de mercure attribuables aux activités humaines.