Venus Express är det första europeiska uppdraget till planeten Venus. Uppdraget syftar till en omfattande undersökning av Venus atmosfär och plasmamiljö och kommer att behandla vissa viktiga aspekter av ytfysiken från omloppsbana. Venus Express kommer särskilt att fokusera på Venusatmosfärens struktur, sammansättning och dynamik, flyktprocesser och atmosfärens växelverkan med solvinden och på så sätt ge svar på de många frågor som fortfarande är obesvarade inom dessa områden. Venus Express kommer att möjliggöra ett genombrott inom Venusforskningen efter en lång period av tystnad sedan perioden av intensiv utforskning på 1970- och 1980-talen.

Nyttolasten består av sju instrument. Fem av dem ärvdes från projekten Mars Express och Rosetta medan två instrument utformades och byggdes specifikt för Venus Express. Sviten av spektrometrar och avbildningsinstrument utgör tillsammans med det radiovetenskapliga experimentet och plasmapaketet en optimerad nyttolast som är väl lämpad att ta itu med uppdragets mål på ett tillräckligt djupgående sätt. Flera av instrumenten kommer särskilt att utnyttja spektralfönstren vid infraröda våglängder för att studera atmosfären i tre dimensioner. Rymdfarkosten är baserad på Mars Express konstruktion med smärre ändringar som främst behövs för att klara av den termiska miljön runt Venus, och därför har ett mycket kostnadseffektivt uppdrag genomförts på exceptionellt kort tid.

Rymdfarkosten sköts upp den 9 november 2005 från Baikonur, Kazakstan, med en rysk Soyuz-Fregat bärraket och anlände till Venus den 11 april 2006. Venus Express kommer att utföra observationer av planeten från en mycket elliptisk polär bana med en period på 24 timmar. Under 3 jordår (4 Venus sideriska dagar) kommer den att leverera cirka 2 Tbit vetenskapliga data.

Telekommunikation med jorden sker via ESA:s nya markstation i Cebreros, Spanien, medan en nästan identisk markstation i New Norcia, Australien, stöder de radiovetenskapliga undersökningarna.