金星殖民是很多科幻小说里的情节，在人类实现太空飞行前已经存在的梦想。随着现代太空探索科技进步，人类对太阳系的认识加深，当发现金星的恶劣生存环境之后，人们的注意力开始集中于月球及火星殖民之上，然而在金星上建立浮空都市的概念依旧有人强力支持。
殖民到其他星体是太空探索的下一步，亦被认为是确保人类作为一物种长久生存的里程碑。其他殖民的原因可以包括：经济、科学研究或纯粹满足好奇心。作为太阳系最接近地球大小的类地行星，及考虑到与地球相对接近的距离，金星似乎是一个颇为合适的潜在选择。
金星殖民的优势在于：
金星接近赤道的温度可以高达450°C，比起铅的熔点还要高。金星的气压高达地球的90倍，相当于地球1公里下的海水压力。金星探测器金星5号及6号于离地18公里的高空时已经抵受不住巨大的压力而被压碎。金星7号及8号虽能够成功着陆，但亦不能顺利运作超过1小时。
金星表面完全没有水分，大气层内也没有氧气，而且二氧化碳的浓度足以致命，云层由气化的硫酸及二氧化硫所组成，严重的温室效应导致金星位居八大行星中温度最高的，只有云层顶端的环境比较接近地球。
以目前的科技水平无法解决金星上恶劣的生存环境。但这并没有阻止科幻小说作家的幻想，例如巨大的太阳伞以减低地表温度、全球性的植林以改变大气层的成分等等。
“金星高空作业平台概念”计划，NASA维吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心（Langley Research Center）对此进行相关研究，由系统分析及观念理事会的工程师和科学家研拟初步的可行计划，评估机器人和人类是否能实现这项任务。其认为人类可以使用比空气还轻的飞船承载基础设备、太空探测器或者可居住的探测太空船，让两名太空人可以探索金星长达1个月。同时，金星任务需要的时间比火星短，可以做为人类探测火星的预习。任务的最终目标是在金星的大气层中寻求人类永久生存栖息的家园。生活在50公里高的飞船中重力只比地球弱一点，人类不用对抗无重力状态，因此不必担心肌肉萎缩、骨骼疏松等问题。HAVOC是被赋予重大展望的计划，将会送更多机器人去多加测试，并实际了解大气层的情况。目前NASA并无打算投入资金，但这个团队仍持续进行研究，希望NASA能让这个计划成真。
金星地球化改造被认为是可行的，因为金星拥有与地球类似的重力，以及足够的磁场，这些硬性条件足以在低干预度状况下维持金星表面的生态系统。在其他类地行星中，水星和火星太小，重力强度不足，大气会逃逸到太空中。同时火星及包括月球在内的一些卫星因为内部降温导致地幔乃至核心凝固，磁场消失或过于薄弱以致不能保护地面生命免受宇宙射线危害。另外木星及土星的卫星距离太阳过于遥远而缺乏光照及热量，因此太阳系内最适合建立稳定且自给自足可持续生态环境的只有金星。
具体过程：
第一步，建立环境改造（大气）设施。由于金星表面恶劣的自然条件和大气环境，大气改造是最为优先的部分。开始时建立一个或多个控制中心，用于控制和维护大气改造设备。控制中心就绪后开始部署气体抽排设备和发射站。气体抽排设备用于排出金星大气中多余的气体以降低气压，部署数量从100至数千不等，越多设备改造速率越高。发射站用于向金星大气层发送化学物质以改变大气成分。这些设备由部署于金星轨道上的太阳帆供电，以降低环境改造成本。模组化的卫星便于加快转换卫星类型的同时降低成本。所有设备部署于金星外大气层及近地空间中，以避免被硫酸大气腐蚀。原则上先把气压降低，然后清除多余二氧化碳，待温室效应减弱。这一过程将十分漫长，持续几十至数百年不等。主要开销包括：1. 空间站及设备的制造和运输费用， 2. 设备维护费用。
第二步，温室效应弱化，减少液态水逃逸速率后，可以牵引小行星带的冰质天体轰击金星，补充地表水分。在水分开始稳定存在后，向地面派遣工程队修建电解设备和地面控制与勘探中心。电解设备用于向金星大气中输送氧气，制备剩余的氢气则可以用于维持地面设施运作的能源。地面控制与勘探中心用于控制设备、矿产及地形勘探。由于腐蚀性大气环境的存在，在大气改造完成前无法勘探金星地表。勘探目的是寻找有价值的矿产资源（填补环境改造的开销）及为居住区选址。
第三步，稳定水圈及大气，视情况建立相应设施：例如强火山活动导致二氧化碳排出量远大于水圈吸收能力则需建立清除设施以防止温室气体超量。
第四步，移植地球生态系统进入金星。由于金星是贫瘠世界，引入地球生物圈不会导致环境灾难和伦理问题。相似的生物圈对于殖民者而言减少了适应过程，也免去了往返地球时必须的严格消毒过程，可以极大地减少殖民开销。
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