Venera-4 (russo: Венера-4, que significa Vênus-4), foi uma sonda do programa soviético para a exploração do planeta Vênus, lançado do cosmódromo de Baikonr em 12 de julho de 1967 às 5:40 (horário de Moscou) pelo foguete transportador Molniya-M, alcançando a órbita de Vênus em 18 de outubro 1967.
A missão foi considerada um sucesso completo. O veículo de descida entrou na atmosfera do planeta no lado da noite. As temperaturas foram transmitidas por 93 minutos, enquanto a descida de paraquedas.
Foi a primeira sonda bem-sucedida a realizar análises in loco do ambiente de outro planeta. A Venera-4 forneceu a primeira análise química da atmosfera venusiana, mostrando que ela é principalmente dióxido de carbono com poucos por cento de nitrogênio e menos de um por cento de oxigênio e vapores de água. A sonda enviou as primeiras medições diretas provando que Vênus estava extremamente quente, que sua atmosfera era muito mais densa do que o esperado e que havia perdido a maior parte de sua água.
A sonda foi esmagada pela pressão atmosférica de Vênus quando atingiu a altura de 28 km da superfície. Com base nos estudos obtidos foi possível aperfeiçoar o módulo de descida com a versão da Venera-7 permitindo atingir a superfície em condições de funcionamento.
