由轨道器和一大三小4架金星大气探测器组成，其中前者又称为先驱者-金星1号，于1978年5月20日发射，同年12月4日进入环绕金星的轨道；后者又名先驱者-金星2号，于1978年8月8日发射，同年11月中下旬陆续从载具分离，并于12月9日陆续进入金星大气，在完成预定的测量任务后撞击地表。

先驱者-金星号艺术图（其上描绘所有子探测器）

先驱者-金星号轨道器携带了17台科学载荷，包括雷达测绘仪、云层偏振测光计、红外辐射计、紫外气辉分光仪、中性粒子质谱仪、电子温度探测器、无线电掩星装置、磁力计、无线电重力实验装置等用于考察金星地表、磁场、重力场和大气特性的仪器，还携带有用于研究太阳风和γ射线暴的装置。大型大气探测器携带了7台用于测量金星大气组分、辐射环境和云层性质的仪器；3台相同的小型大气探测器则配备了浊度计以及温度、气压和加速度传感器。用于飞行途中大气探测器集成的载具也安装有中性和离子质谱仪，可以在进入金星大气的过程中测量大气组分。

在两年的时间里，先驱者-金星号的轨道器以30千米的分辨率测绘了93%的金星地表，全面勾勒出了这颗行星的地貌。大气探测器则分别在金星的昼夜半球和极地着陆，证实了硫酸滴为主的金星云团成分。1986年2月，在哈雷彗星通过近日点前后，先驱者-金星号轨道器从环绕金星的轨道上对当时在地球上不可见的该彗星开展了观测。1991年，轨道器的雷达测绘仪被重新开启，以同新近抵达的麦哲伦号探测器一同对先前无法考察的金星南极地区开展测绘。次年10月，先驱者-金星号任务终结，探测器在进入金星大气的过程中被焚毁。