शुक्र का वायुमंडल अत्यंत घना है, जो मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन की एक छोटी मात्रा से मिलकर बना है। वायुमंडलीय द्रव्यमान पृथ्वी पर के वायुमंडल की तुलना मे 93 गुना है, जबकि ग्रह के सतह पर का दबाव पृथ्वी पर के सतही दबाव की तुलना मे 92 गुना है- यह दबाव पृथ्वी के महासागरों की एक किलोमीटर करीब की गहराई पर पाये जाने वाले दबाव के बराबर है। सतह पर घनत्व 65 किलो/घनमीटर है (पानी की तुलना में 6.5%) | यहां का CO-बहुल वायुमंडल, सल्फर डाइऑक्साइड के घने बादलों के साथ-साथ, सौर मंडल का सबसे शक्तिशाली ग्रीन हाउस प्रभाव उत्पन्न करता है और कम से कम 462 °C (864 °F) का सतही तापमान पैदा करता है। यह शुक्र की सतह को बुध की तुलना में ज्यादा तप्त बनाता है। बुध का न्यूनतम सतही तापमान −220 °C और अधिकतम सतही तापमान 420 °C है। शुक्र ग्रह सूर्य से दोगुनी के करीब दूरी पर होने के बावजुद बुध सौर विकिरण () का केवल 25% प्राप्त करता है। प्रायः शुक्र की सतह नारकीय रूप में वर्णित है।यह तापमान नसबंदी प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तापमान से भी अधिक है।(See also: Hot air oven)

अध्ययनों ने बताया है कि शुक्र का वातावरण हाल की तुलना में अरबों साल पहले पृथ्वी की तरह बहुत ज्यादा था और वहां सतह पर तरल पानी की पर्याप्त मात्रा रही हो सकती है। लेकिन, 60 करोड से लेकर कई अरब वर्षों तक की अवधि के बाद, मूल पानी के वाष्पीकरण के कारण एक दौडता-भागता ग्रीनहाउस प्रभाव हुआ, जिसने वहां के वातावरण में एक महत्वपूर्ण स्तर की ग्रीन हाउस गैसों को पैदा किया | हालांकि ग्रह पर सतही हालात किसी भी पृथ्वी-सदृश्य जीवन के लिए लम्बी मेहमान नवाजी योग्य नहीं है, जो इस घटना के पहले रहे हो सकते है। यह संभावना कि एक रहने योग्य दूसरी जगह निचले और मध्यम बादल परतों में मौजुद है, शुक्र अब भी दौड से बाहर नहीं हुआ है।

तापीय जड़ता और निचले वायुमंडल में हवाओं द्वारा उष्मा के हस्तांतरण का मतलब है कि शुक्र की सतह के तापमान रात और दिन के पक्षों के बीच काफी भिन्न नहीं होते है, बावजुद इसके कि ग्रह का घूर्णन अत्यधिक धीमा है। सतह पर हवाएं धीमी हैं, प्रति घंटे कुछ ही किलोमीटर की दूरी चलती है, लेकिन शुक्र के सतह पर वातावरण के उच्च घनत्व की वजह से, वे अवरोधों के खिलाफ उल्लेखनीय मात्रा का बल डालती है और सतह भर में धूल और छोटे पत्थरों का परिवहन करती है। यह अकेला ही इससे होकर मानवीय चहल कदमी के लिए मुश्किल खड़ी करता होगा, अन्यथा गर्मी, दबाव और ऑक्सीजन की कमी कोई समस्या नहीं थी।

सघन CO परत के ऊपर घने बादल हैं जो मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक अम्ल की बूंदों से मिलकर बने है। ये बादल लगभग 90% सूर्य प्रकाश को परावर्तित व बिखेरते है जो कि वापस अंतरिक्ष में उन पर गिरता है और शुक्र की सतह के दृश्य प्रेक्षण को रोकते है। बादलों के स्थायी आवरण का अर्थ है कि भले ही शुक्र ग्रह पृथ्वी की तुलना में सूर्य से नजदीक है, पर शुक्र की सतह अच्छी तरह से तपी नहीं है। बादलों के शीर्ष पर की 300 किमी/घंटा की शक्तिशाली हवाएं हर चार से पांच पृथ्वी दिवसो में ग्रह का चक्कर लगाती है। शुक्र की हवाएं उसकी घूर्णन के 60 गुने तक गतिशील है, जबकि पृथ्वी की सबसे तेज हवाएं घूर्णन गति की केवल 10% से 20% हैं।

शुक्र की सतह प्रभावी ढंग से समतापीय है, यह न सिर्फ दिन और रात के बीच बल्कि भूमध्य रेखा और ध्रुवों के मध्य भी एक स्थिर तापमान बनाए रखता है। ग्रह का अल्प अक्षीय झुकाव (कम से कम तीन डिग्री, तुलना के लिए पृथ्वी का 23 डिग्री) भी मौसमी तापमान विविधता को कम करता है। तापमान में उल्लेखनीय भिन्नता केवल ऊंचाई के साथ मिलती है। 1995 में, मैगेलन जांच ने उच्चतम पर्वत शिखर के शीर्ष पर एक अत्यधिक प्रतिबिंबित पदार्थ का चित्रण किया जो स्थलीय बर्फ के साथ एक मजबूत समानता थी। यह पदार्थ तर्कसंगत रूप से एक समान प्रक्रिया से बर्फ तक बना है, यद्यपि बहुत अधिक तापमान पर। सतह पर घुलनशील करने के लिए बहुत अस्थिर, यह गैस के रूप में उच्च ऊंचाई को ठंडा करने के लिए गुलाब, जहां यह वर्षा के रूप में गिर गया। इस पदार्थ की पहचान निश्चितता के साथ ज्ञात नहीं है, लेकिन अटकलें मौलिक टेल्यूरियम से सल्फाइड (गैलेना) तक ले जाती हैं।

शुक्र के बादल पृथ्वी पर के बादलों की ही तरह बिजली पैदा करने में सक्षम हैं। बिजली की मौजुदगी विवादित रही है जब से सोवियत वेनेरा प्रोब द्वारा प्रथम संदेहास्पद बौछार का पता लगाया गया था। 2006-07 में वीनस एक्सप्रेस ने स्पष्ट रूप से व्हिस्टलर मोड तरंगों का पता लगाया, जो बिजली का चिन्हक है। उनकी आंतरायिक उपस्थिति मौसम गतिविधि से जुड़े एक पैटर्न को इंगित करता है। बिजली की दर पृथ्वी पर की तुलना में कम से कम आधी है। 2007 में वीनस एक्सप्रेस प्रोब ने खोज की कि एक विशाल दोहरा वायुमंडलीय भंवर ग्रह के दक्षिणी ध्रुव पर मौजूद है।

2011 में वीनस एक्सप्रेस प्रोब द्वारा एक अन्य खोज की गई और वह है, शुक्र के वातावरण की ऊंचाई में एक ओजोन परत मौजूद है।

29 जनवरी 2013 को ईएसए के वैज्ञानिकों ने बताया कि शुक्र ग्रह का आयनमंडल बाहर की ओर बहता है, जो इस मायने में समान है "इसी तरह की परिस्थितियों में एक धूमकेतु से आयन पूंछ की बौछार होती देखी गई"।"

पूर्व अध्ययन
वर्तमान और भविष्य के मिशन
पर्यवेक्षण
वातावरण और जलवायु