用望远镜观察，可以看到金星也如月亮那样，有圆缺的位相变化。1610年，意大利天文学家伽利略把他自制的望远镜对向金星时，首次获得了这个重大发现。后来，他把这个观测事实作为证明哥白尼的太阳系学说的重要证据之一。
伽利略发现金星的位相变化还有一段趣事。1610年9月底，伽利略在望远镜内看到金星似一钩弯弯的娥眉月。他惊喜之余，觉得还要进一步研究和思考，所以决定对此发现暂时保密，但又怕别人比他先发表出来这个秘密而夺走他的荣誉，所以他搞了个有趣的文字游戏，只发表了一句令人十分费解的话：
“Haceimmaturaamejamfrustraleguntur，O.Y.”按字面解释，它的意思是：“枉然，这些东西，今天被我不成熟地收获了。”
金星有奇妙的位相变化
伽利略到底“收获”了什么？当时谁也琢磨不透。因为要把这35个字母打乱重新排列组合、并得出有意义的句子，实在比登天还难。据说在11月初，有人还问过伽利略，说只要相信哥白尼学说，水星、金星轨道在地球轨道之内，就应预料到它们有位相变化。谁知伽利略守口如瓶。一直到1610年年底，伽利略才公布了他的谜底。他把句子中的这些字母重新排列，即变成这样一句话：
“Cynthiaefigurasaemulaturmateramorum.”大意是：“爱神的母亲仿效狄安娜的位相。”在希腊神话中，那个长着双翅、手拿银弓、金箭的小爱神——爱洛斯的母亲正是维纳斯即金星，而狄安娜也是月神的罗马名字。
不过金星的位相与月球毕竟还是不同的。月球作位相变化时，圆面的直径并无什么明显的变化，可是金星却不然。当金星处于下合，地球上看来相当于“新月”或“朔”。因为这时它最接近于地球，所以看起来角直径可达64″～65″，而当它处于上合，相当于“望”或“满月”时，圆面的直径只有10″左右，二者可相差6倍。当然严格讲来，这两个时刻金星一直与太阳一起升落，它始终淹没在耀眼的阳光中，所以通常是无法见到的。
金星蚀，即从地球上看，月球刚好把金星遮掩起来的特殊天象。
再说“弯月”的金星，弯度特别大，两尖角的联线远超过直径。这是它有浓厚大气的证据。不过当时伽利略没有跨到这一步。一直过了一个半世纪后，金星大气才为俄国学者罗蒙诺索夫发现和证实，这也是人类所知的第一个有大气层的太阳系其他天体。
金星上的闪电
金星像一个伊斯兰妇女，常常罩着一层叫人难见真容的“面纱”——厚厚的大气始终把金星裹得严严实实，哪怕用世界上最大、最好的望远镜对向它，也总是只见满球的云雾。在20世纪50年代用雷达探测以前，谁也不清楚在这浓云密雾下是一个什么样的世界。一些人从“孪生姐妹”的常理推断，金星上可能是一个环境不太坏的洞天福地——阳光充足，雨水丰润，气候闷热，万物生长极快……所以不时有一些描写“金星人”的科幻小说问世。
20世纪50年代后期，射电天文学家终于穿过了这层永不消散的“面纱”，首先测出了它的自转周期和表面温度，但传来的结果简直叫人怀疑仪器是否出了毛病：它自转极慢，温度极高，可能达300℃以上！从来没有一个行星会这么热，在这样的高温世界，任何有机生命都是不可能存活的。如果这样，金星哪儿还像什么地球的“孪生姐妹”！
那么金星到底是个什么样的星球？20世纪60年代，美苏两国纷纷派出“使者”到金星作实地“采访”，但开始的“特使”都出师不利，不是无线电失灵，就是火箭出故障。1962年8月27日，美国发射了“水手2号”，经过4个月的航行，于1962年12月24日飞抵了金星区域。它不仅第一次拍得了金星的近距照片，还测定了金星大气的化学组成和温度情况。金星大气底下的温度不是300℃而是480℃，比水星的最高温度还高53℃。
温室效应使金星成为最热的行星
现在知道，金星表面上确实是个高温世界。它与水星不一样，水星一到黑夜便会降温，但金星上不管白天黑夜，不管“春夏秋冬”（倘有四季的话），也不论在赤道、两极，几乎没有什么区别，都热得那样可怕。
按理讲，金星离太阳比水星远1倍，得到的阳光只有水星的1／4，何况它大气中的密密云雾会把75％的阳光拒之门外，金星的表面温度不应比地球高。究竟是什么原因使得金星变成了一个地狱般的世界？原来，问题出在这层大气上。金星上的大气与地球的大气截然不同，它96％以上是二氧化碳。二氧化碳有个奇怪的秉性：它能使太阳光自由通过射入金星，但却不再让它“回去”，即地面反射出来的热（在红外波段）再也散射不出去，这就是通常说的“温室效应”。二氧化碳本身就是最好的“玻璃暖房”。太阳光射入后，热量就很难再散射出去，长时间的只进不出，使金星表面温度有增无减，成了太阳系中温度最高的行星。正因为这样，不少宇宙飞船进入金星大气后很快就出事了——一般的无线电元件怎经得起480℃的高温！
金星的大气十分浓密，约比地球大气密100倍。根据空间探测器的测定，金星表面上的大气压力与我们海洋中900米深处的压力差不多，达90个大气压。在这样的压力作用下，一个篮球将被压缩成只有乒乓球那么大。所以，人类很容易在月球上行走，但要登上金星却难上加难——即使可用特殊的手段来降温，但人的躯体根本无法承受如此巨大的压力，人的肺脏也无法呼吸——只能进气而没有出气的可能。
金星表面的气压可把篮球压成乒乓球那么大
金星的大气中96％是使人窒息的二氧化碳，3％左右的成分是氮——同样不能呼吸，还有1％是其他各种元素。还必须指出的是，在离金星表面32千米~88千米的一层大气中，充斥着可怕的浓酸雾滴（它们的大小为1微米~2微米），主要是由浓度很高的硫酸组成，也有少量的盐酸、氢氟酸等强酸。一旦下起“雨”来，落下的就是极具腐蚀性的强酸。与此相比，地球上因大气污染所下的“酸雨”，简直可以算作是“甘露”了。
从地球上用光学望远镜就隐约可见这幅Y形金星云图。这张照片是“先驱者”号探测器在金星赤道上空48000千米的高空拍摄的。
金星大气中还有很强烈的和频繁的闪电现象，平均每分钟有20次之多。前苏联的“金星号”飞船曾记录到一次闪电，竟持续了15分钟之久。与水星上万籁无声的死寂相反（没有空气就没有声音），金星上雷声隆隆不绝于耳，简直找不到一段安宁的时刻。
太阳从西边出
人们常用“除非太阳从西边出来”来形容不可能的事件，这在地球上是千真万确的真理，可是你千万不能用此来与天文学家打赌，因为在神奇的宇宙中，什么事都可能发生。比如在金星上，太阳就是每天从西边升起，朝东边落下的。
金星上浓密的大气，使人们至今无法看清它的真面容，探知金星逆向自转，是射电天文学的一个重要成果。1962年，天文学家用雷达反复测定后，确证了金星以243天转一圈的速度缓缓地向西转动。我们知道地球自转在赤道上的速度可达465米/秒，但金星自转在赤道上的速度只相当于1.8米/秒，比我们平时步行的速度快不了多少。这样，我们在金星上空观看星空，几乎是纹丝不动的。一颗恒星从西方升起后，要过121.5天或2916小时，才会沉入东方地平线。
金星的地上风景金星探测器“麦哲伦”号透过厚厚的云层，通过雷达观测，清楚地向我们展示了金星世界的真实地貌。这是阿佛罗蒂大陆的萨巴斯火山附近的景象。我们可知道两座相似的山都高达1500米，山麓宽约400千米，熔岩正在迸出。
金星上的“一天”应该有多长呢？根据上面介绍的公式可以算出（注意自转周期为负值）为117天。水星上的“1天”等于“2年”，在金星上则差不多“1年”为“2天”。在金星上看太阳的视直径为43′，约是我们见到太阳大小的1.5倍。这样，从太阳刚在西方地平线露头，到它的圆球面全部升起，至少要花6个小时。
