Venuksen, toisen planeetan päässä Auringosta, ilmakehän pinta on 96 kertaa tiheämpi kuin maan. Venuksen ilmakehä koostuu 96.5% hiilidioksidista ja 3.5% typestä, joiden uskotaan olevan samanlaisia kuin maapallon ilmakehä noin 4.4 miljardia vuotta sitten. Maan tapauksessa suurin osa hiilidioksidista imeytyi mereen ja saostui karbonaateiksi, mutta Venuksella ei ole pintavettä tai biomassaa hiilidioksidin sitomiseksi, joten se pysyy ilmassa.
Venusta voidaan pitää äärimmäisenä esimerkkinä ilmaston lämpenemisestä, ja sen keskimääräinen pintalämpötila on 461.85 ° C (863 ° F). Tämä ei johdu pelkästään Venuksen läheisyydestä aurinkoon, vaan ”kasvihuoneilmiöstä” – aurinko voi toimittaa lämpöä Venuksen ilmakehään, mutta se säilyttää lämmön suuren kasvihuonekaasumäärän – hiilidioksidin, rikkihapon – vuoksi happo – läsnä. Maapallolla, jonka ilmakehä on 100 kertaa vähemmän tiheä, enemmän energiaa säteilee pois.
Vaikka Venuksen pintaa voidaan pitää yhtenä sisimmän aurinkokunnan asumattomimmista alueista, noin 50-65 km (31-40 mailia) pinnan yläpuolella Venuksen ilmakehän lämpötila ja paine ovat samanlaiset kuin Maan . Koska paine on samanlainen, hengittävällä ilmalla (21% happea, 78% typpeä) täytetyt pallot kelluvat tällä tasolla niin kauan kuin ne pysyvät rakenteellisesti ehjinä. Ei vain sitä, vaan planeetan erittäin hidas pyöriminen voitaisiin välttää. Tällä tasolla päiväntasaajan pilvet kiertävät planeetan ympäri noin kerran 20 tunnissa. Täällä keskeytettyä siirtokuntaa kantaisi tuuli, joka kokisi säännöllisen yön ja päivän, aivan kuten maapallolla elävät ihmiset. Nämä tekijät ovat saaneet jotkut avaruustutkijat kutsumaan tätä aluetta aurinkokunnan asuinkelpoisimmaksi maapallon ulkopuolella, valloittaen Marsin.
Koska planeetalla ei ole omaa magneettikenttää, auringon tuuli hyökkää jatkuvasti Venuksen ilmakehään. Varautunut aurinkotuuli irrottaa vety-, helium- ja happiatomit, jolloin muodostuu pitkä magneettihäntä, joka koostuu ioneista ja ulottuu monien planeettojen halkaisijoiden taakse Venuksen taakse.
Venuksen ilmakehä on täynnä rikkihappopilviä, jotka heijastavat 75% saapuvasta valosta. Niiden monet kerrokset ovat historiallisesti peittäneet Venuksen pinnan, jättäen ihmiskunnan spekuloimaan alla olevasta maailmasta. Venuksen pinnasta ei tiedetty mitään ennen 1970 -lukua, jolloin 300 metrin radioteleskooppi Arecibon observatoriossa lähetti planeetalle tutkapulssit. Tämä paljasti pintaominaisuudet niin pieniksi kuin 5 km (3 mailia).