Venere è il pianeta più brillante e lo si può scorgere in tutto il suo fulgore alle prime ore del mattino e della sera. Le dimensioni di questo pianeta non si discostano molto da quelle della Terra: il suo diametro è di circa 13.200 km, contro i 12.742 del diametro terrestre. La sua massa è pari ai 3/4 di quella del nostro pianeta e la sua densità media non è troppo inferiore a quella della Terra (4,5 contro 5,5).

Il consistente strato atmosferico di cui è dotato Venere impedisce la visione della sua superficie solida. Ciò ha creato molti problemi agli astronomi, che fino a qualche tempo fa non conoscevano bene questo pianeta a noi molto vicino. Ma i diversi e ripetuti viaggi spaziali condotti dalle sonde sia americane sia sovietiche sul pianeta hanno fornito dati sufficienti per disegnarne un profilo più dettagliato. Il programma sovietico che mirava a immettere alcune sonde all'interno della densa atmosfera venusiana ebbe grande successo. 

La Venera 7, lanciata nell'agosto del 1970, sopravvisse per circa 23 minuti nell'atmosfera di Venere, inviando precisi dati a terra. Il progetto proseguì con la missione della Venera 8, che venne lanciata nel 1972 e trasmise informazioni riguardanti la superficie del pianeta ed effettuò una dettagliata analisi del suolo. Nell'ottobre del 1975 due sonde che si posarono sul suolo venusiano scattando le prime fotografie vennero sganciate dalle Venera 9 e 10. Nel 1978 le sonde Venera 11 e 12 registrarono una pressione di 88 atmosfere e una temperatura superficiale di 460 °C. Il 1° e il 5 marzo 1982 le Venera 13 e 14 scesero sulla superficie del pianeta e analizzarono la composizione chimica dell'atmosfera e del suolo. Il 10 e il 14 dicembre del 1983 le Venera 15 e 16 entrarono in orbita attorno a Venere inviando a terra immagini radar; infine, nel giugno del 1985, le Vegas 1 e 2, in viaggio verso la cometa di Halley, sganciarono quattro sonde nell'atmosfera venusiana.

La Pioneer Venus 1, un orbiter, e la Pioneer Venus 2, che era dotata di cinque sonde, vennero lanciate il 20 maggio e l'8 agosto del 1978 e raggiunsero Venere, rispettivamente, il 5 e il 9 dicembre dello stesso anno. L'orbiter registrò una mappa di quasi tutta la superficie venusiana e le sonde analizzarono la composizione e i movimenti dell'atmosfera, nonché la sua interazione con il vento solare. La sonda Magellano venne lanciata verso Venere da uno Space Shuttle nel 1989 e iniziò a trasmettere immagini radio della superficie nell'agosto del 1990.

I rilevamenti compiuti dalle sonde sovietiche mostrano che nell'atmosfera di Venere è presente in prevalenza il biossido di carbonio (il 96%), mentre si registrano percentuali minime di azoto, anidride solforosa, ossigeno molecolare, elio e neon. Anche su Venere si verifica il fenomeno dell'effetto serra: per questa ragione la temperatura raggiunge livelli altissimi, fino ai 475 °C. La pressione al suolo è di circa 90 atmosfere. È evidente che in queste condizioni è impossibile la presenza di qualsiasi forma di vita. L'atmosfera presenta un denso strato di nubi (composte da vapore, polveri e acido solforico) al di sopra dei 48 km. Queste nubi danno origine a piogge sottili di natura acida. La superficie del pianeta è coperta quasi interamente di rocce corrose dalle piogge acide. Il vento nell'alta atmosfera può essere violentissimo, sfiorando i 100 km/s., sebbene sia meno forte in prossimità del suolo.

Fino al 1964, gli astronomi erano convinti che la rotazione di Venere avesse una durata di 225 giorni. Le più recenti osservazioni radar effettuate da Puerto Rico hanno invece stabilito che il periodo di rotazione del pianeta è di 243 giorni ed è retrogrado, ossia si svolge in senso inverso a quello della Terra e degli altri pianeti maggiori del Sistema Solare. Per questa ragione il Sole su Venere sorge a occidente e tramonta a oriente. Venere compie la sua rivoluzione attorno al Sole in 225 giorni circa a una distanza media di 108 milioni di km, formando un'orbita quasi circolare.