บรรยากาศของดาวศุกร์ ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 97% ไนโตรเจน 3.5% ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และ อาร์กอน 0.5% มีชั้นเมฆคาร์บอนไดออกไซด์ที่หนาทึบมาก ปกคลุมดาวศุกร์ทั้งดวงทำให้สะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี จึงเห็นดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่สว่างสุกใสมาก และยานอวกาศที่ไปสำรวจดาวศุกร์ก็ไม่สามารถถ่ายภาพพื้นผิว โดยตรงได้ ต้องอาศัยคลื่นเรดาห์ผ่านทะลุชั้นเมฆแล้วนำมาวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์อีกครั้ง
อุณหภูมิของดาวศุกร์ ด้วยชั้นเมฆหนาของดาวศุกร์ทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจก อุณหภูมิบนดาวศุกร์สูงมาก ประมาณ 500 องศาเซลเซียส ตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน
ยานอวกาศที่สำรวจดาวศุกร์ มีด้วยกันหลายลำได้แก่
1. มาริเนอร์ 2 เมื่อ 14 ธันวาคม 2505
2. เวเนรา 4 18 ตุลาคม 2510
3. เวเนรา 7 15 ธันวามคม 2513
4. มาริเนอร์ 10 5 กุมภาพันธ์ 2517
5. เวเนรา 9 23 ตุลาคม 2518
6. เวเนรา 15 10 ตุลาคม 2526
7.ไพโอเนียร์-วีนัส 2 9 ธันวาคม 2521
8. แมกเจลแลน 10 สิงหาคม 2533