A sonda Mariner consistiu de 100 cm (39,4 in) de diâmetro hexagonal de ônibus, para que os painéis solares, instrumento prospera, e antenas foram anexados. Os instrumentos científicos a bordo da nave espacial Mariner eram dois radiómetro (microondas e infravermelho), uma micrometeoritos sensores, um sensor de plasma solar, uma partícula carregada sensor, e um magnetômetro. Estes instrumentos foram concebidos para medir a distribuição da temperatura na superfície de Vênus, bem como fazer simples medições da atmosfera de Vênus. Devido à espessura do planeta, inexpressivo nebulosidade, câmeras não foram incluídas na unidade Mariner à Mariner 10 descobriu mais tarde que extensa nuvem detalhe foi visível em luz ultravioleta.

A missão principal era a receber comunicações da nave espacial na vizinhança de Vênus e para realizar uma medição radiométrica temperatura do planeta. Um segundo objetivo foi o de medir o campo magnético e Interplanetário partícula carregada ambiente.