Атмосфера Венеры — это газовый слой, окружающий Венеру. Он состоит в основном из сверхкритического углекислого газа и намного плотнее и горячее, чем у Земли. Температура на поверхности составляет 740 K (467 C, 872 F), а давление составляет 93 бара (1350 фунтов на квадратный дюйм), что примерно соответствует давлению на глубине 900 м (3000 футов) под водой на Земле. Атмосфера Венеры поддерживает непрозрачные облака серной кислоты, что делает невозможным оптическое наблюдение поверхности с Земли и с орбиты. Информация о топографии была получена исключительно с помощью радиолокационной съемки. Помимо углекислого газа, другим основным компонентом является азот. Другие химические соединения присутствуют лишь в следовых количествах. За исключением самых поверхностных слоев, атмосфера находится в состоянии интенсивной циркуляции. Верхний слой тропосферы демонстрирует явление супервращения, при котором атмосфера совершает оборот вокруг планеты всего за четыре земных дня, что намного быстрее, чем звездный день планеты составляет 243 дня. Ветры, поддерживающие сверхвращение, дуют со скоростью 100 м/с (360 км/ч или 220 миль/ч) и более. Ветры движутся со скоростью, в 60 раз превышающей скорость вращения планеты, в то время как самые быстрые ветры Земли имеют скорость вращения всего от 10% до 20%. С другой стороны, скорость ветра становится все медленнее по мере уменьшения высоты над поверхностью, при этом ветер едва достигает скорости 2,8 м / с (10 км / ч или 6,2 мили в час) на поверхности. Вблизи полюсов располагаются антициклонические структуры, называемые полярными вихрями. Каждый вихрь двуглазый и имеет характерный S-образный рисунок облаков. Выше находится промежуточный слой мезосферы, отделяющий тропосферу от термосферы. Термосфера также характеризуется сильной циркуляцией, но совершенно иной по своей природе: газы, нагретые и частично ионизированные солнечным светом в освещенном солнцем полушарии, мигрируют в темное полушарие, где рекомбинируют и опускаются вниз. В отличие от Земли, на Венере отсутствует магнитное поле. Его ионосфера отделяет атмосферу от космического пространства и солнечного ветра. Этот ионизированный слой исключает солнечное магнитное поле, что придает Венере особую магнитную среду. Это считается индуцированной Венерой магнитосферой. Более легкие газы, включая водяной пар, постоянно уносятся солнечным ветром через индуцированный хвост магнитосферы. Предполагается, что атмосфера Венеры примерно 4 миллиарда лет назад была больше похожа на атмосферу Земли с жидкой водой на поверхности. Неконтролируемый парниковый эффект мог быть вызван испарением поверхностных вод и последующим повышением уровня других парниковых газов. Несмотря на суровые условия на поверхности, атмосферное давление и температура на высоте от 50 до 65 км над поверхностью планета почти такая же, как у Земли, что делает ее верхнюю атмосферу наиболее похожей на Землю областью в Солнечной системе, даже больше, чем поверхность Марса. Из-за схожести давления и температуры, а также того факта, что пригодный для дыхания воздух (21% кислорода, 78% азота) является подъемным газом на Венере так же, как гелий является подъемным газом на Земле, верхние слои атмосферы были предложены в качестве Место как для исследования, так и для колонизации.

Космический корабль Magellan представлял собой автоматический космический зонд массой 1035 кг (2282 фунта), запущенный НАСА США 4 мая 1989 года для картирования поверхности Венеры с помощью радара с синтезированной апертурой и измерения планетарного гравитационного поля.

Зонд «Магеллан» был первой межпланетной миссией, запущенной с космического корабля «Шаттл», первой, в которой использовалась инерционная разгонная ступень, и первым космическим кораблем, испытавшим аэродинамическое торможение как метод круговой орбиты. «Магеллан» стал пятой успешной миссией НАСА к Венере, завершившей одиннадцатилетний перерыв в запусках американских межпланетных зондов.