La température très élevée de la surface résulte de la très grande épaisseur optique de l'atmosphère en infrarouge. Celle-ci bloque le rayonnement sortant, et empêche le refroidissement de la surface et des basses couches atmosphériques. Cette opacité est due essentiellement à la diffusion par les goutelettes d'acide sulfurique contenues dans les nuages de haute altitude, et dans une moindre mesure au gaz carbonique et à la vapeur d'eau contenus dans l'atmosphère très dense. Vénus présente un exemple extrême d'effet de serre.