Nhiệt độ cực đại của sao Kim có thể được tạo ra bởi bầu không khí dày của nó. Thực tế, sao Kim có khí quyển rất dày, chứa chủ yếu CO2 và lượng nhỏ N2. Nếu ở lại đó, bạn sẽ được cảm nhận khối lượng khí quyển cao hơn khoảng 93 lần so với khối lượng khí quyển Trái đất – áp suất khí quyển này tương đương với độ sâu gần bằng 1 kilômét tính từ bề mặt đại dương trên Trái đất.
Khí quyển giàu CO2, cùng với đám mây dày SO2, tạo ra hiệu ứng nhà kính mạnh nhất trong các hành tinh trong hệ Mặt trời, với nhiệt độ tại bề mặt ít nhất bằng 462 °C, khiến cho bề mặt của sao Kim nóng hơn so với sao Thủy, với nhiệt độ bề mặt cực tiểu −220 °C và cực đại bằng 420 °C. Khí nhà kính bao gồm mêtan, oxit nitơ, khí fluoric (như các hydrofluorocarbons, perfluorocarbons, lưu huỳnh hexafluoride và nitơ trifluoride).
Ngay cả khi khoảng cách từ sao Kim đến Mặt trời gần bằng hai lần khoảng cách từ đó đến sao Thủy, hành tinh này chỉ nhận được khoảng 25% năng lượng bức xạ Mặt trời so với năng lượng sao Thủy nhận được. Nhiều người thường miêu tả bề mặt sao Kim là địa ngục nóng rực. Nhiệt độ này thậm chí còn cao hơn nhiệt độ cần thiết trong một số quá trình khử trùng.
Vì khí quyển của sao Kim chủ yếu bao gồm cacbon điôxít nên nhiệt từ Mặt trời khó thoát khỏi bề mặt sao Kim. Ánh sáng Mặt trời đi qua lớp phủ dày của các đám mây cacbon điôxít và làm ấm các tảng đá trên bề mặt sao Kim.
Tuy nhiên, bầu khí quyển “cồng kềnh”, giàu cacbon điôxít này ngăn nhiệt hồng ngoại phát ra từ những tảng đá này để thoát khỏi hành tinh, làm tăng nhiệt độ của sao Kim và khiến nó trở thành hành tinh nóng nhất trong hệ Mặt trời.
Ngược lại, sao Thủy, hành tinh gần Mặt trời nhất nhưng không nóng nhất vì nó không có bầu khí quyển để giữ nhiệt của Mặt trời. Lượng nhiệt đó đã bị “đốt cháy” từ lâu rồi. Do đó, mặc dù sao Thủy chịu ảnh hưởng nặng nề nhất về nhiệt độ nóng bức từ Mặt trời nhưng do không có bầu khí quyển, nhiệt tràn vào không gian, làm cho nó chỉ là hành tinh nóng thứ hai trong hệ Mặt trời.
