Venus Express jest pierwszą europejską misją do planety Wenus. Misja ma na celu wszechstronne zbadanie atmosfery i środowiska plazmy Wenus i zajmie się niektórymi ważnymi aspektami fizyki powierzchni z orbity. W szczególności Venus Express skupi się na strukturze, składzie i dynamice atmosfery Wenus, procesach ucieczki i interakcji atmosfery z wiatrem słonecznym i w ten sposób dostarczy odpowiedzi na wiele pytań, które wciąż pozostają bez odpowiedzi w tych dziedzinach. Venus Express umożliwi przełom w nauce o Wenus po długim okresie ciszy od czasu intensywnych badań w latach 70-tych i 80-tych.

Ładunek użyteczny składa się z siedmiu instrumentów. Pięć z nich zostało odziedziczonych z projektów Mars Express i Rosetta, podczas gdy dwa instrumenty zostały zaprojektowane i zbudowane specjalnie dla Venus Express. Zestaw spektrometrów i instrumentów obrazujących, wraz z eksperymentem radiowym i pakietem plazmowym tworzą zoptymalizowany ładunek użyteczny, który jest w stanie wystarczająco dogłębnie zająć się celami misji. Kilka z instrumentów będzie wykorzystywało okna spektralne w podczerwieni w celu badania atmosfery w trzech wymiarach. Statek kosmiczny jest oparty na projekcie Mars Express z niewielkimi modyfikacjami, głównie potrzebnymi do radzenia sobie ze środowiskiem termicznym wokół Wenus, a więc bardzo opłacalna misja została zrealizowana w wyjątkowo krótkim czasie.

Samolot został wystrzelony 9 listopada 2005 roku z Bajkonuru w Kazachstanie przez rosyjską rakietę nośną Sojuz-Fregat i dotarł na Wenus 11 kwietnia 2006 roku. Venus Express będzie prowadził obserwacje planety z wysoce eliptycznej orbity polarnej o okresie 24 godzin. W ciągu 3 lat ziemskich (4 wenusjańskie dni okołobiegunowe) zwróci około 2 Tbit danych naukowych.

Telekomunikację z Ziemią zapewnia nowa stacja naziemna ESA w Cebreros w Hiszpanii, podczas gdy prawie identyczna stacja naziemna w New Norcia w Australii wspiera badania radiowe.