Космический аппарат "Венера-Экспресс", предназначенный для исследования Венеры, был запущен 9 ноября 2005 года с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя "Союз-Фрегат". Аппарат вышел на первую вытянутую орбиту вокруг Венеры 11 апреля 2006 кода, с максимальным 350 000 км и минимальным 400 км расстоянием от ее поверхности. Такая орбита позволила наблюдать Венеру с различных расстояний, включая и проведение глобальных исследований. 7 мая 2006г. Венера-Экспресс была переведена на рабочую орбиту. Это эллиптическая полярная орбита с периодом 24 часа, высотой перицентра 250 км и апоцентра - 66 000 км. Такая орбита позволяет производить наблюдения с высоким пространственным разрешение вблизи перицентра и исследовать глобальные процессы с большим покрытием с удаленных участков орбиты.
На нем установлены шесть научных приборов: планетный Фурье-спектрометр PFS, картирующий спектрометр VIRTIS, ультрафиолетовый и инфракрасный атмосферный спектрометр SPICAV/SOIR, анализатор плазмы и нейтрального газа ASPERA, магнетометр MAG, камера для мониторинга Венеры VMC, а также проводится эксперимент по исследованию ионосферы Венеры VeRa.
В проекте участвуют более 250 учёных и инженеров Европы из различных научных институтов и космических агентств, а также из США. В проекте активно участвуют российские ученые. Сотрудник Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) Д.В. Титов был одним из организаторов инициативной группы, предложившей проект "Венера-Экспресс". Также российские ученые и специалисты с ранних стадий участвовали в подготовке и формировании как проекта в целом, так и научных экспериментов.