Veneros planeta, apgaubta stora anglies dioksido ir azoto atmosfera, kurioje yra atspindintys, dideliame aukštyje esantys sieros rūgšties debesys, dar visai neseniai istorijoje buvo nepaprastai paslaptinga astronomams. Prieš tirdami Venerą debesis prasiskverbiančiu radaru 1961 m., astronomai nieko nežinojo apie jos paviršių. Kai kurie rašytojai spėliojo, kad po debesimis slypi šiltas atogrąžų pasaulis.
Jie buvo teisūs dėl šiltosios dalies. Mikrobangų ir infraraudonųjų spindulių radiometrai, sumontuoti ant Mariner 2, kosminio zondo, kuris 1962 m. praskrido pro Venerą, atskleidė, kad paviršius buvo neįtikėtinai karštas – 425 °C (797 °F), pakankamai karštas, kad ištirptų švinas. Tai sugriovė visas spėliones apie gyvybę. Teigiama yra tai, kad Veneros debesų viršūnės buvo gana vėsios, panašią į temperatūrą Žemėje. Nustatyta, kad slėgis paviršiuje yra maždaug 92 kartus didesnis nei jūros lygyje Žemėje, panašus į slėgį 1 km (0.62 mylios) gylyje po vandenynu.
Aštuntajame ir devintajame dešimtmetyje Veneroje buvo atliekami intensyvūs tyrimai, naudojant Žemės radarus ir kosminius zondus. Žemėje esantis radaras atskleidžia tik didesnius nei 1970 km (1980 mylių) paviršiaus ypatumus, todėl tolesniam tyrimui reikalingi zondai.
Nustatyta, kad Veneros paviršius yra labai plokščias dėl didžiulio atmosferos svorio ir tektoninio aktyvumo trūkumo. Aukščiausia kalnų grandinė yra Maxwell Montes, kurios aukščiausia vieta yra 12 km (7.4 mylios) virš paviršiaus. Dėl tokio aukščio Maksvelas Montesas yra vėsiausia ir mažiausiai spaudžiama vieta Veneros paviršiuje, tačiau ji vis tiek per kelias sekundes nužudytų bet kurį žmogų. Atstumas tarp aukščiausio ir žemiausio Veneros taško yra tik 13 kilometrų (8.1 mylios), o Žemėje skirtumas yra apie 20 kilometrų (12.4 mylių). 51% Veneros paviršiaus yra 500 metrų (1640 pėdų) atstumu nuo planetos spindulio (Veneros „jūros lygio“ atitikmuo).
Apie 10% planetos paviršiaus sudaro du pagrindiniai „žemynai“, vadinami aukštikalniais. Tai yra Afroditės terija, maždaug Afrikos dydžio, ir Ishtar Terra, kurioje yra Maxwell Montes. Be šių aukštumų, vyksta keli dideli sukilimai, sukurti dėl vulkaninių veiksmų, įskaitant Beta Regio, Phoebe Regio, Themis Regio, Alpha Regio, Eistla Regio, Bell Regio ir Tholus Regio. Didžiausias iš šių ugnikalnių buvo aptiktas per pirmuosius radarų tyrimus septintojo dešimtmečio pradžioje.
Venera turi apie 900 smūginių kraterių, beveik visų jų skersmuo didesnis nei 30 kilometrų (18 mylių). Priežastis yra ta, kad mažesni asteroidai sudega storoje atmosferoje, kol jiems pavyksta atsitrenkti į paviršių. Jei asteroidas turi pagreitį prasiskverbti per atmosferą, jis tikrai paliks didelį kraterį. Keletas gerai žinomų kraterių yra Danilova, Aglaonice ir Saskja. Visiems buvo suteikti vardai, dažniausiai pagal moterų figūras iš istorijos ir mitologijos.
Kitos Veneros ypatybės yra ugnikalniai, kurie gali būti aktyvūs, taip pat paslaptingos struktūros, vadinamos arachnoidais, kurių niekur kitur nėra. Arachnoidai susideda iš koncentrinių ovalų, apsuptų sudėtingu lūžių tinklu, o jų skersmuo gali siekti 200 km (124 mylių). Jie gali būti vulkaninės kilmės arba susiformuoti per kokį nors kitą procesą.