ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกบนพื้นผิวรุนแรงมาก ทั้งนี้เพราะดาวศุกร์มีก๊าซที่ช่วยดูดกลืนความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้มาก และ มีปริมาณสูง ก๊าซดังกล่าวคือ คาร์บอนไดออกไซด์ นอกจาากนี้ยังมีไอของกรดกำมะถัน ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับไอน้ำ บรรยากาศของดาวศุกร์มีอาร์กอน ไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ นีออน- ไฮโดรคลอไรด์ และไฮโดรฟลูออไรด์ ทำให้ความกดดันบรรยกาศสูงกว่าโลก 90 เท่า ปรากฏการณ์เรือนกระจกบนพื้นผิวดาวศุกร์ ทำให้ดาวศุกร์ร้อนทั้งกลางวันและกลางคืน ตอนกลางวันอุณหภูมิสูงถึง 477 องศาเซลเซียส บนพื้นผิวดาวศุกร์มีร่องลึกคล้ายทางน้ำไหล แต่เป็นร่องที่เกิดจากการไหลของลาวาภูเขาไฟ ไม่ใช่เกิดจากน้ำอย่างเช่นบนโลก ร่องเหล่านี้ยาวนับร้อยถึงพันกิโลเมตร กว้าง 1-2 กิโลเมตร เช่น ร่องบอลติส วัลลิส (Baltis Vallis) ซึ่งยาว 6,800 กิโลเมตรนับว่ายาวที่สุดในระบบสุริยะ บนพื้นผิวดาวศุกร์มีซากภูเขาไฟที่สูงชื่อ มาตมอนส์ (Maat Mons) ภาพที่สร้างขึ้นจากข้อมูลเรดาร์ของยานอวกาศแมกเจลแลนจากระยะ 550 กิโลเมตร สูงจากพื้นผิว 1.7 กิโลเมตร แสดงให้เห็นว่ามาตมอนส์เป็นภูเขาไฟที่สูงประมาณ 6 กิโลเมตร ปรากฏการณ์บนฟ้าเกี่ยวกับดาวศุกร์ การปรากฏเป็นเสี้ยวคล้ายดวงจันทร์เมื่อดูผ่านกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากวงโคจรของดาวศุกร์รอบดวงอาทิตย์เล็กกว่าวงโคจรของโลก ทำให้ด้านสว่างของดาวศุกร์ที่หันมาทางโลกมีขนาดเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะในช่วงที่อยู่ใกล้โลก จะมีด้านสว่างเพียงเล็กน้อยหันมาทางโลกทำให้เห็นดาวศุกร์เป็นเสี้ยวบางๆ แต่มีความยาวมากกว่าเมื่อดาวศุกร์อยู่ไกล ช่วงที่เห็นดาวศุกร์เป็นเสี้ยงบางๆ นี้เองที่ดาวศุกร์ปรากฎสว่างมากบนฟ้าด้วย ส่วนเมื่อปรากฎเป็นเสี้ยวน้อยลงหรือเกือบเป็นเต็มดวง ขนาดปรากฏในกล้องโทรทรรศน์จะเล็กลงและสว่างลดลง ปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เมื่อดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ โดยอยู่บนเส้นตรงที่ต่อระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ แต่คนบนโลกจะเห็นดาวศุกร์เป็นวงกลมดำบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ เรียกว่า ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ (Transit of Venus) เกิดไม่บ่อย เกิดเป็นคู่ห่างกันประมาณ 8 ปี ใน 1 ศตวรรษจะมีเกิด 1 คู่ เช่น คู่ที่เกิดในคริสต์ศตวรรษที่ 17 คือในปี ค.ศ. 1631 และ 1639 คู่ที่เกิดในคริสต์ศตวรรษที่ 18 คือในปี ค.ศ. 1761 และ 1769 คู่ที่เกิดในคริสต์ศตวรรษที่ 19 คือในปี ค.ศ. 1874 และ 1882 คู่ที่เกิดในคริสต์ศตวรรษที่ 21 คือในปี ค.ศ. 2004 และ 2012

     การสำรวจดาวศุกร์โดยยานอวกาศ ยานอวกาศลำแรกที่ถ่ายภาพเมฆดาวศุกร์ได้ คือยานอวกาศของสหรัฐอเมริกา ชื่อยานมารีเนอร์ 10 เมื่อ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2517 ยานอวกาศลำแรกที่ได้ถ่ายภาพพื้นผิวดาวศุกร์ได้ คือยานอวกาศเวเนรา 9 ของรัสเซีย ซึ่งลงสัมผัสพื้นผิวของดาวศุกร์เมื่อ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2518 ต่อมามียานอวกาศไปสำรวจดาวศุกร์อีกหลายลำ ลำล่าสุดที่ถ่ายภาพโดยอาศัยระบบเรดาร์ คือยานแมกเจลแลน เมื่อ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2534

     เมื่อ พ.ศ. 2170 โจฮันส์ เคปเลอร์ เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่คำนวณได้ล่วงหน้าว่า จะเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ในวันที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2174 ต่อมาในปี พ.ศ. 2259 เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ได้คำนวณการเกิดปรากฏการณ์ดาวศุกร์ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ในปี พ.ศ. 2304 และ 2312 พร้อมเสนอว่า สามารถใช้ปรากฏการณ์นี้ในการวัดระยะทาง 1 หน่วยดาราศาสตร์ได้