Стратегия исследований разделена на два ключевых направления. Первый — аэростатные зонды. Два аппарата будут дрейфовать в атмосфере на высоте около 50 км. По земным меркам условия там приемлемы для микроорганизмов. Ученые планируют изучить таинственные линии поглощения в спектре, которые многие специалисты связывают с продуктами жизнедеятельности венерианских микробов. Второй — посадочный модуль. Исследователи намерены проверить гипотезу о существовании на поверхности Венеры форм жизни, не основанных на белке. Основанием для этого послужил анализ кадров советских аппаратов «Венера», на которых запечатлены странные структуры, меняющие свое положение. Ученые не исключают, что это могут быть формы самоорганизации материи, адаптированные к сверхвысоким температурам и давлению.

Комплексная станция «Венера-Д» будет состоять из трех элементов: орбитального аппарата, посадочного модуля и аэростатных зондов. Проект уже официально включен в национальный проект по освоению космоса. Текущий срок запуска — до 2036 года.