แผนที่เมอร์เคเตอร์ใช้หลักของการแสดงแผนที่ด้วยการใช้พื้นผิวสัมผัสแบบทรงกระบอก

ขั้นตอนแรก คือการเลือกทรงกลมที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลกแล้วนำมาทำให้มีขนาดเล็กลง ในที่นี้จะเรียกว่า ลูกโลกจำลอง[1] ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดอัตราส่วนของแผนที่แบบเมอร์เคเตอร์ที่เราต้องการ หลังจากนั้นนำพื้นผิวสัมผัสทรงกระบอกมาสัมผัสและตั้งฉากกับลูกโลกจำลองที่เส้นศูนย์สูตร ทำให้แกนของลูกโลกและแกนของพื้นผิวสัมผัสทรงกระบอกเป็นแกนเดียวกัน จากนั้นจึงฉายภาพของลูกโลกลงบนผิวสัมผัส แล้วนำผิวสัมผัสทรงกระบอกมาคลายออกเพื่อนำไปใช้งานเป็นแผนที่ [2][3]

ความถูกต้องของแผนที่ สามารถตรวจสอบได้จากการเปรียบเทียบความยาวของเส้นในตำแหน่งเดียวกันบนแผนที่และบนลูกโลกจริง ค่าที่ได้จะมีความถูกต้องมากที่สุดที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรโลก เมื่อค่าของละติจูดมีค่าสูงมากขึ้นค่าความถูกต้องนี้ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงไป