Не смотря на то, что орбита Венеры расположена по отношению к Земле гораздо ближе, чем орбиты других планет, ее плотная облачная атмосфера надежно скрывает ее поверхность. Поэтому изучение рельефа поверхности планеты приходится проводить с помощью радаров или автоматических межпланетных станций (АМС).

До того, как удалось заглянуть под толщу облаков, некоторые ученые полагали, что планета полностью покрыта океаном.

Изучение Венеры проводится посредством радиоволн. Благодаря им стало известно, что Венера вращается в обратном, чем почти все планеты, направлении.

Первые попытки отправить на Венеру АМС завершились неудачей. И лишь спускаемый аппарат «Венера-7» 15 декабря 1970 года смог успешно достичь ее поверхности и проработал на ней 23 минуты, успев провести массу исследований в атмосфере, измерить температуру на поверхности (около 500°С) и давление (100 атмосфер).

Средняя плотность поверхностных пород равна 2,7 г/см3, что близко к плотности земных базальтов. Аппараты «Венера-13» и «Венера-14» выяснили, что грунт Венеры состоит на 50% из кремнезема, 16% – алюминиевых квасцов и на 11% из окиси магния.

Благодаря космическим аппаратам удалось произвести анализ химического состава некоторых поверхностных пород и передать несколько панорамных изображений пустынных скалистых ландшафтов. Первые радиолокационные карты, составленные одним из орбитальных космических аппаратов, показали, что большая часть поверхности Венеры занята обширными равнинами (на 85% равнинная), над которыми возвышаются три области - большие плато высотой в несколько километров. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (архипелаг Иштар - земля Иштар), сравнимое по размерам с Австралией - в северном полушарии и земля Афродиты вблизи экватора. Выше всех (на 12 км выше среднего уровня поверхности) поднимаются горы Максвелла. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2,5 км от среднего уровня.

На поверхности Венеры так же были обнаружены кратеры, разломы и другие признаки происходивших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо видны следы метеоритных дождей. Поверхность планеты покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы схожи по составу к земным осадочным породам.

Вид участка поверхности Венеры в условных цветах, полученный на основе радиолокационных изображений с "Магеллана". На нем показан самый высокий на Венере щитовой вулкан Маат (высота 8 км)