Belső felépítése
A Vénusz a négy Föld-típusú bolygó egyike, és ez hasonlít leginkább a Földhöz. Sűrű, sziklás világ, mely kicsit kisebb méretű és valamivel kisebb tömegű is a Földnél. A Vénusznak a Földhöz hasonló mérete és sűrűsége miatt a szakemberek úgy vélik, hogy belső szerkezete, magjának mérete és köpenyének vastagsága is hasonló a Földéhez. Így a Vénusz fémes magjáról is azt hiszik, hogy van egy szilárd belső és olvadt külső része. A Földtől eltérően nincsen kimutatható mágneses mezeje, mint arról szó volt, mert rendkívül lassan forog. A Vénusz belső hője, amit a köpenyben történő radioaktív bomlás keltett, vulkanizmus formájában szabadul fel.
A Vénusz és a Föld közötti hasonló méret és sűrűség miatt azonban feltételezhető, hogy a Földéhez hasonló a felépítése: mag, köpeny, kéreg. A Földéhez hasonlóan a Vénusz magját is legalább részben folyékonynak vélik. A Vénusz kisebb mérete miatt a belsejében kisebb a nyomás, mint a Földben. A fő különbség a két bolygó között az, hogy a Vénuszon nem létezik lemeztektonika, feltehetően a száraz felszín és köpeny miatt. Ennek eredményeként alacsony a hőveszteség, amely megakadályozza a bolygó lehűlését és magyarázatot adhat a belső mágneses tér hiányára.
Légköre
Atmoszférája rendkívül sűrű és nagytömegű. Fő összetevője a széndioxid, ezenkívül kevés nitrogén, kéndioxid, vízgőz és oxigén található benne. Míg bolygónkon a troposzféra határa, amely alatt az általános földi légkörzés jelenségei lejátszódnak nagyjából 10-12 km magasságban húzódik, ugyanez a határ a Vénusznál 100 km magasan található. Felhőzete és légköre annyira átlátszatlan, hogy felszínét közvetlenül soha nem lehet megpillantani. Felhői 50-70 km-es magasság között helyezkednek el, fő alkotóik kénsavban gazdag vízcseppek. A felhőkből folyamatosan savas eső hull alá, ez azonban a magas hőmérséklet miatt fokozatosan elpárolog, és soha nem éri el a felszínt. A párolgás és a disszociációs folyamatok révén vízgőz, kéndioxid, molekuláris oxigén és számos kénvegyület keletkezik. Ezek a légkörzéssel ismét feljutnak a felhők tetejére, ahol a Nap ultraibolya sugárzásának hatására kénsav és kén keletkezik belőlük – így kénsav körforgás jön létre a légkörben. Az atmoszférában nagy erejű szelek fújnak. A felhőréteg tetején 100 m/s-os állandó szél van, amelynek következtében a légkörnek ez a magas része négy nap alatt direkt irányban körbefordul – oka egyelőre nem tisztázott. A szél lefelé haladva fokozatosan gyengül, és a felszínen már mindössze 1-2 m/s sebességű az áramlás. Bár a Vénusz légköre jelentősen különbözik a Föld légkörétől, atmoszférájában a földihez hasonló erősséggel és gyakorisággal villámok cikáznak. A villámok gyakoribbak a nappali oldalon és az alacsony szélességi köröknél. Az egyenlítőtől a pólusok felé tartó nagy légkörzési rendszer is megfigyelhető, akárcsak a Földön. Itt azonban sokkal nagyobb méretű, és a légtömegek egészen a pólusok közelébe jutnak. Az egyenlítőnél felemelkedő gázok 60-70 km-es magasságban a sarkok felé áramlanak, majd azok közelébe jutva lejjebb ereszkednek, és 50-55 km-en visszaáramlanak.
A Vénuszt érő napsugárzás 75%-a visszaverődik a légkörről, 22% elnyelődik, és mindössze 2- 3% jut le a felszínre. A nagytömegű légkör miatt a felszíni légnyomás 90-szerese a földinek, a hőmérséklet pedig 450-500 oC. A magas hőmérséklet oka a rendkívül erős üvegházhatásban keresendő. A Vénusz a jelenleginél valószínűleg sokkal hűvösebb légkörrel kezdte életét. A nagyobb napközelség és talán az erős vulkanikus aktivitás hatására vizének nagyrésze a légkörbe párolgott, gyenge üvegházhatást váltott ki. Ezen hatás és a vulkanizmus miatt olyan forróvá vált a felszín, hogy a széndioxid-tartalmú kőzetekből a gáz elkezdett kipárologni. Ez tovább erősítette az üvegházhatást, és pozitív visszacsatolás jött létre: minél több volt a széndioxid a légkörben, annál magasabb lett a hőmérséklet, ez pedig újabb széndioxid kipárolgást eredményezett. A folyamat egészen addig tartott, míg a felszíni kőzetekből az összes széndioxid a légkörbe jutott. (Időközben az eredeti víz nagyrészét elvesztette a Vénusz, a felhőzet tetejére jutó vízmolekulákat a Nap ultraibolya sugárzása elbontotta, a hidrogén pedig elszökött a világűrbe. Bolygónknál ugyanezt a folyamatot a nagyobb naptávolság, és az ultraibolya sugarakat kiszűrő ózonpajzs korai kialakulása akadályozta meg. Amennyiben a Vénusz légköre olyan lenne, mint a Földé, átlagosan +38 oC uralkodna a bolygón.) Az üvegházhatás miatt a felszínen szélességtől függetlenül mindenütt közel ugyanakkora hőmérséklet uralkodik, nincsen sem napi, sem pedig évszakos hőingás.
Forgása és keringése
A Vénusz pályája az összes bolygóé közül a legkevésbé elliptikus. Csaknem pontosan kör alakú, így csak igen kis különbség van a bolygó perihelium- és apheliumtávolsága között. A Vénusz 224,7 földi nap alatt kerüli meg a Napot. A Nap körüli keringése során a Vénusz rendkívül lassan forog a tengelye körül, lassabban, mint bármelyik másik bolygó. Egy fordulat megtételéhez pontosan 243 földi napra van szüksége, ami azt jelenti, hogy a vénuszi nap hosszabb, mint a vénuszi év. Ennek ellenére egy napfelkeltétől a következőig csak 117 földi nap telik el. A Vénusz lassú forgása egyébként retrográd, ami azt jelenti, hogy ellentétes irányú, mint a többi bolygóé. Pálya menti keringése során nincsenek évszakok, ennek oka, hogy tengelye csaknem merőleges a pályasíkra, és pályája is csaknem köralakú.
Mágneses tér
A Pioneer Venus Orbiter (1980) adatai alapján a Vénusz mágneses tere sokkalta gyengébb és kisebb, mint a Földé, s ez is inkább az ionoszféra és a napszél kölcsönhatásának tudható be, mintsem a dinamó-effektus következményének. Megjegyzendő, hogy a Föld mágneses tere nagy valószínűséggel ez utóbbiból származik. A Vénusz magnetoszférája túl gyenge ahhoz, hogy megvédje az atmoszférát a kozmikus sugárzástól, illetve a napszél-eróziótól.