金星是一颗内层行星，从地球用望远镜观察它的话，会发现它有位相变化。伽利略对此现象的观察是赞成哥白尼的有关太阳系的太阳中心说的重要证据。在太空探测器探测金星以前，有的天文学家认为金星的化学和物理状况和地球类似，在金星上发现生命的可能性比火星还大。20世纪50年代后期，天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。
金星的轨道比水星的要大。当进行处于西方或东方的最大距角时，看起来它距太阳比水星距太阳远一倍。金星是天空中最亮的天体之一，观察它的最佳时间可能是当太阳恰好位于地平线以下的时候。必须注意，千万不能用眼睛直接看太阳。太阳落山金星随后落下，此时它位于太阳之左；太阳升起前金星首先升起，此时它位于太阳之右。很容易分辨出金星，它明亮而略呈黄色。当金星呈大“新月”形时，用双筒望远镜观测它是最合适的。此时金星位于最大距角点与下合点之间在下合点时金星位于地球与太阳之间，便看不到它了，注意调好望远镜的焦距使之能观察遥远的物体。
前苏联于1961年1月24日发射巨人号金星探测器，在空间启动时因运载火箭故障而坠毁。1961年2月12日试验发射金星1号，这个成功飞往金星的探测器重643千克，在1965年11月12日和5日发射“金星2号和金星3号均告失败，金星3号重达963千克，当它在金星上硬着陆后，一切通信遥测信号全部中断，估计是仪器设备摔毁了。尽管如此，前苏联科学家认为还是有收获的，因为取得可直接“命中”金星的首战告捷。
1967年1月12日，成功发射了金星4号探测器，同年10月抵达金星，向金星释放了一个登陆舱，在它穿过大气层的94分钟时间里，测量了大气温度、压力和化学组成。1969年发射了金星5号和金星6号，再次闯入金星大气探测，探测器最后降落在金星表面上，由于硬着陆仪器设备损坏，因此不能探测金星表面情况。1970年8月17日金星7号探测器成功发射，它穿过金星浓云密雾，冒着高温炽热，首次实现金星表面的软着陆。“金星7号”测得金星表面大气压力强至少为地球的90倍，温度高达470c。
1978年9月9日和9月14日，前苏联又发射了金星11号和12号，两者均在金星成功实现软着陆，分别工作了110分钟。特别是金星12号在12月21日向金星下降的过程中，探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆，仅在距离金星表面11千米下降到5千米的这段时间就记录到1000次闪电，有一次闪电竟然持续了15分钟。
1981年10月30日和11月4日先后上天的“金星13号”和“金星14号”，其着陆舱携带的自动钻探装置深入到金星地表，采集了岩石标本。研究表明，金星上的地质构造仍然很活跃，金星的岩浆里含有水分。从二者发回的照片知道，金星的天空是橙黄色，地表的物体也是橙黄色的。