Se convierte en la segunda sonda en entrar en la atmósfera de Venus y en la primera en enviar datos sobre ella.
La misión principal de la Venera 4 era el estudio directo de la atmósfera venusiana. Formaba parte del Programa Venera soviético. Contaba con dos termómetros, un barómetro, un radioaltímetro, un analizador de gas y dos transmisores de radio. La Venera 4 fue la primera sonda en realizar con éxito el análisis del ambiente atmosférico de otro planeta. Fue también la primera sonda en posarse suavemente en otro planeta, tras el anterior impacto sobre la superficie de la Venera 3.
Cápsula de aterrizaje del Venera 4 en un museo.