Cấu trúc các đám mây trên Sao Kim,
hình chụp tia tử ngoại.Khí quyển Sao Kim là lớp các chất khí và các hạt chất lỏng và chất rắn bao bọc hành tinh này. So với khí quyển Trái Đất, nó có áp suất lớn hơn nhiều, đậm đặc và vươn lên các tầng cao. Luôn có mây mù dày đặc trên Sao Kim, che khuất bề mặt khỏi các quan sát quang học từ bên ngoài.Sao Kim có một bầu khí quyển rất đặc với 96% thán khí (cacbon điôxít), 3% đạm khí (nitơ) và các loại axít khác nhau. Áp suất khí quyển của Sao Kim cao hơn 90 lần áp suất khí quyển tại mặt biển của Trái Đất. Sao Kim hấp thụ nhiệt mà không bức xạ được nhiệt ra ngoài không gian vì bầu khí quyển có quá nhiều thán khí. (Đây là một hiện tượng mà rất nhiều nhà khoa học sợ là sẽ xảy ra cho Trái Đất nếu các kỹ nghệ trên thế giới tiếp tục thải thán khí vào bầu khí quyển. Xin xem Hiệu ứng nhà kính) Nhiệt độ bề mặt của Sao Kim, do đó, rất cao – nóng hơn Sao Thủy mặc dù Sao Kim cách xa Mặt Trời gấp đôi Sao Thủy và rất ít ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng vào bề mặt của Sao Kim.Một hậu quả của các chất hóa học nặng trong không khí là những lớp mây dày đặc che kín hành tinh này. Mây của Sao Kim chứa những hạt chất lỏng nhỏ li ti; nhưng thay vì những hạt nước như tại Trái Đất, đây là những hạt axít. Những lớp mây này phản chiếu đa số ánh sáng Mặt Trời và khiến cho Sao Kim trở thành một trong những ngôi sao sáng nhất trên bầu trời (Sao Kim có thể nhìn thấy bằng mắt thường kể cả ngay sau khi Mặt Trời mọc). Nếu không có những lớp mây này, nhiệt độ của Sao Kim, dù đã quá nóng, sẽ còn nóng hơn nữa vì sẽ không có gì ngăn cản ánh sáng Mặt Trời.Gió trong các lớp mây của Sao Kim có thể đạt đến 350 km/h nhưng tại bề mặt chỉ vài km/h. Tuy nhiên, với một lượng axít cao, gió trên bề mặt Sao Kim có thể ăn mòn các vật cản trở một cách dễ dàng – một trong những lý do tại sao máy móc gửi lên từ Trái Đất không thể tồn tại lâu.Mặc dù khí quyển này rất nóng và cao áp, tại độ cao chừng 50 km đến 65 km so với bề mặt, nhiệt độ và áp suất hạ xuống đến các giá trị tương đương với bề mặt Trái Đất, khiến cho các vùng khí quyển trên cao này là nơi giống Trái Đất nhất trong hệ Mặt Trời. Đây là khu vực được coi là có thể khai thác để thám hiểm và sinh sống bởi con người trên Sao Kim [3].