Venus Express es la primera misión europea al planeta Venus. La misión tiene como objetivo una investigación exhaustiva de la atmósfera y el entorno de plasma de Venus y abordará algunos aspectos importantes de la física de la superficie desde la órbita. En particular, Venus Express se centrará en la estructura, composición y dinámica de la atmósfera de Venus, en los procesos de escape y en la interacción de la atmósfera con el viento solar, para así dar respuesta a las numerosas preguntas que aún quedan por resolver en estos campos. Venus Express permitirá un gran avance en la ciencia de Venus tras un largo periodo de silencio desde el periodo de intensa exploración de los años 70 y 80.

La carga útil consta de siete instrumentos. Cinco de ellos fueron heredados de los proyectos Mars Express y Rosetta, mientras que dos instrumentos fueron diseñados y construidos específicamente para Venus Express. El conjunto de espectrómetros e instrumentos de imagen, junto con el experimento de radiociencia, y el paquete de plasma conforman una carga útil optimizada capaz de abordar los objetivos de la misión con suficiente profundidad. Varios de los instrumentos utilizarán específicamente las ventanas espectrales en longitudes de onda infrarrojas para estudiar la atmósfera en tres dimensiones. La nave se basa en el diseño de Mars Express, con pequeñas modificaciones necesarias principalmente para hacer frente al entorno térmico que rodea a Venus, por lo que se ha realizado una misión muy rentable en un tiempo excepcionalmente corto.

La nave fue lanzada el 9 de noviembre de 2005 desde Baikonur (Kazajstán) por un lanzador ruso Soyuz-Fregat y llegó a Venus el 11 de abril de 2006. Venus Express realizará observaciones del planeta desde una órbita polar altamente elíptica con un periodo de 24 horas. En 3 años terrestres (4 días siderales de Venus) de operaciones, devolverá alrededor de 2 Tbit de datos científicos.

La telecomunicación con la Tierra se realiza mediante la nueva estación terrestre de la ESA en Cebreros, España, mientras que una estación terrestre casi idéntica en Nueva Norcia, Australia, apoya las investigaciones radiocientíficas.