La nave espacial Magallanes se quema en la atmósfera de Venus.

La atmósfera de Venus es la capa de gases que rodea a Venus. Está compuesto principalmente de dióxido de carbono supercrítico y es mucho más denso y caliente que el de la Tierra. La temperatura en la superficie es de 740 K (467 C, 872 F) y la presión es de 93 bar (1350 psi), aproximadamente la presión que se encuentra a 900 m (3000 pies) bajo el agua en la Tierra. La atmósfera venusina alberga nubes opacas de ácido sulfúrico, lo que hace imposible la observación óptica terrestre y orbital de la superficie. La información sobre la topografía se ha obtenido exclusivamente mediante imágenes de radar. Aparte del dióxido de carbono, el otro componente principal es el nitrógeno. Otros compuestos químicos están presentes solo en pequeñas cantidades. Aparte de las capas superficiales, la atmósfera se encuentra en un estado de circulación vigorosa. La capa superior de la troposfera exhibe un fenómeno de superrotación, en el que la atmósfera gira alrededor del planeta en solo cuatro días terrestres, mucho más rápido que el día sideral del planeta de 243 días. Los vientos que soportan la súper rotación soplan a una velocidad de 100 m/s (360 km/h o 220 mph) o más. Los vientos se mueven hasta 60 veces la velocidad de rotación del planeta, mientras que los vientos más rápidos de la Tierra tienen solo entre un 10% y un 20% de velocidad de rotación. Por otro lado, la velocidad del viento se vuelve cada vez más lenta a medida que la elevación desde la superficie disminuye, y la brisa apenas alcanza la velocidad de 2,8 m/s (10 km/h o 6,2 mph) en la superficie. Cerca de los polos hay estructuras anticiclónicas llamadas vórtices polares. Cada vórtice tiene dos ojos y muestra un patrón característico de nubes en forma de S. Arriba hay una capa intermedia de mesosfera que separa la troposfera de la termosfera. La termosfera también se caracteriza por una fuerte circulación, pero de naturaleza muy diferente: los gases calentados y parcialmente ionizados por la luz solar en el hemisferio iluminado por el sol migran al hemisferio oscuro donde se recombinan y descienden. A diferencia de la Tierra, Venus carece de un campo magnético. Su ionosfera separa la atmósfera del espacio exterior y el viento solar. Esta capa ionizada excluye el campo magnético solar, dando a Venus un entorno magnético distinto. Esto se considera la magnetosfera inducida de Venus. Los gases más ligeros, incluido el vapor de agua, son arrastrados continuamente por el viento solar a través de la cola magnética inducida. Se especula que la atmósfera de Venus hasta hace unos 4 mil millones de años era más parecida a la de la Tierra con agua líquida en la superficie. Un efecto invernadero descontrolado puede haber sido causado por la evaporación del agua superficial y el posterior aumento de los niveles de otros gases de efecto invernadero. A pesar de las duras condiciones en la superficie, la presión atmosférica y la temperatura entre 50 y 65 km sobre la superficie de el planeta es casi el mismo que el de la Tierra, lo que hace que su atmósfera superior sea el área más parecida a la Tierra en el Sistema Solar, incluso más que la superficie de Marte. Debido a la similitud en presión y temperatura y al hecho de que el aire respirable (21% de oxígeno, 78% de nitrógeno) es un gas elevador en Venus de la misma manera que el helio es un gas elevador en la Tierra, la atmósfera superior ha sido propuesta como un ubicación tanto para la exploración como para la colonización.

La nave espacial Magellan fue una sonda espacial robótica de 1.035 kilogramos (2.282 libras) lanzada por la NASA de los Estados Unidos el 4 de mayo de 1989 para cartografiar la superficie de Venus mediante el uso de un radar de apertura sintética y para medir el campo gravitatorio planetario.

La sonda Magellan fue la primera misión interplanetaria que se lanzó desde el transbordador espacial, la primera en utilizar el impulsor de etapa superior inercial y la primera nave espacial en probar el aerofrenado como método para circularizar su órbita. Magellan fue la quinta misión exitosa de la NASA a Venus y puso fin a una brecha de once años en los lanzamientos de sondas interplanetarias de EE. UU.