Planeta Venus, acoperită de o atmosferă groasă de dioxid de carbon și azot, care conține nori reflectorizați de acid sulfuric la altitudine mare, a fost extrem de misterioasă pentru astronomi până de curând în istorie. Înainte de investigarea lui Venus de către un radar care pătrunde în nori în 1961, astronomii nu știau absolut nimic despre suprafața sa. Unii scriitori au speculat că o lume tropicală caldă se află sub norii ei.
Au avut dreptate despre partea caldă. Radiometrele cu microunde și infraroșu montate pe Mariner 2, o sondă spațială care a survolat Venus în 1962, au arătat că suprafața era incredibil de fierbinte – 425 °C (797 °F), suficient de fierbinte pentru a topi plumbul. Acest lucru a zdrobit toate speculațiile despre viață la suprafață. În plus, vârfurile norilor lui Venus s-au dovedit a fi relativ reci, comparabile cu temperaturile de pe Pământ. S-a descoperit că presiunea de la suprafață este de aproximativ 92 de ori mai mare decât la nivelul mării pe Pământ, similară cu presiunea de 1 km (0.62 mi) sub ocean.
De-a lungul anilor 1970 și 1980, au fost efectuate investigații intense asupra lui Venus, atât folosind radare de pe Pământ, cât și sonde spațiale. Radarul de pe Pământ dezvăluie doar caracteristici de suprafață mai mari de aproximativ 5 km (3 mi), așa că investigațiile suplimentare necesită sonde.
Suprafața lui Venus s-a dovedit a fi foarte plată, ca urmare a greutății masive a atmosferei sale și a lipsei activității tectonice. Cel mai înalt lanț de munți sunt Maxwell Montes, care este cel mai înalt punct la 12 km (7.4 mi) deasupra suprafeței. Din cauza acestei altitudini, Maxwell Montes este locația cea mai rece și mai puțin presurizată de pe suprafața lui Venus, dar tot ar ucide orice om în câteva secunde. Distanța dintre cel mai înalt și cel mai jos punct de pe Venus este de numai 13 kilometri (8.1 mi), în timp ce pe Pământ diferența este de aproximativ 20 de kilometri (12.4 mi). 51% din suprafața lui Venus este situată la 500 de metri (1640 de picioare) de raza medie a planetei (echivalentul lui Venus cu „nivelul mării”).
Aproximativ 10% din suprafața planetei este alcătuită din două „continente” principale numite zone înalte. Acestea includ Aphrodite Terra, aproximativ de dimensiunea Africii, și Ishtar Terra, care conține Maxwell Montes. Alături de aceste zone muntoase, există mai multe revolte mari create prin acțiunea vulcanică, inclusiv Beta Regio, Phoebe Regio, Themis Regio, Alpha Regio, Eistla Regio, Bell Regio și Tholus Regio. Cei mai mari dintre acești vulcani au fost descoperiți în primele sondaje radar de la începutul anilor 1960.
Venus are aproximativ 900 de cratere de impact, aproape toate fiind mai mari de 30 de kilometri (18 mile) în diametru. Motivul este că asteroizii mai mici ard în atmosfera groasă înainte de a reuși să lovească suprafața. Dacă un asteroid are impulsul pentru a trece prin atmosferă, este sigur că va lăsa un crater mare. Câteva cratere binecunoscute includ Danilova, Aglaonice și Saskja. Toate au primit nume, în general după figuri feminine din istorie și mitologie.
Alte caracteristici de pe Venus includ vulcanii care pot fi activi, precum și structuri misterioase numite arahnoide găsite nicăieri altundeva. Arahnoidele constau din ovale concentrice înconjurate de o rețea complexă de fracturi și pot avea un diametru de până la 200 km (124 mi). Ele pot avea o origine vulcanică sau pot fi formate printr-un alt proces.