麦哲伦号以16世纪著名葡萄牙探险家、率先完成环球航行的斐迪南·麦哲伦命名，于1989年5月4日由亚特兰蒂斯号航天飞机携带升空，当天晚些时候（注：按世界时是5日1点，按美国东部夏令时是4日21时）离开航天飞机货舱（见图），并在助推火箭的协助下飞向目标。探测器于1990年8月10日抵达金星，同年9月15日开始传回测绘数据。麦哲伦号的工作轨道是偏心率0.4左右的85.5度倾角极轨道，可以更好地覆盖先驱者-金星号难以顾及的金星极地。1994年10月13日，麦哲伦号受控坠入金星大气，任务由此告终。

即将离开航天飞机货舱前往金星的麦哲伦号金星探测器

麦哲伦号探测器的主要科学载荷是综合孔径雷达系统（SAR），其对金星的绝大部分表面实现了优于300米的测绘精度。探测器本体则使用了早年水手9号、旅行者号、尤利西斯号、伽利略号探测器的富余零件建造。作为第一架由航天飞机携带升空的深空探测器，麦哲伦号的发射也曾因挑战者号航天飞机在1986年的失事而被推迟。

在1994年结束任务之前，麦哲伦号已经完成了对金星地表的6轮测绘，并由此发现了金星上构造运动、火山以及地表风力活动的迹象。根据测绘结果，金星上超过8成的表面覆盖着火山熔岩，这说明这颗行星至少曾经是火山活跃的；而且金星地壳应该并不具备类似地球的版块构造。麦哲伦号获取的金星雷达图覆盖了至少98%的行星表面，截至21世纪20年代，它获得的测绘结果也仍是关于这颗行星精度最高的数据。