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  軌道環繞器由一個圓柱主體、兩片太陽能電池板以及高增益天線所組成,在圓柱主體的底部具有推進系統,另外在圓柱柱體上方有一顆直徑2.4米的圓球,內部裝載了金星著陸器。  1975年10月23日,軌道環繞器進入金星軌道。其任務是做為金星著陸器的中繼傳訊站及數臺大氣探測儀器的接收器。整個金星軌道環繞器搭載17項科學儀器與實驗裝置。

  1975年10月23日,著陸器與軌道環繞器分離,並在1975年10月25日05:17(協調世界時)著陸在15.42°N、291.51°E,偏離位置不超過方圓150公里。  著陸器備有迴圈液來消除去金星的高熱。整個冷卻系統讓金星10號著陸器得已在著陸後運作65分鐘。經過摩擦減速及散熱後,著陸器開啟三個降落傘,並露出圓盤狀著陸墊。距離金星9號的著陸點約2200公里,並比金星9號晚3天著陸。  測量得到金星風速約3.5米/秒。而金星10號探測器也是第二個傳回黑白電視影像的探測器,顯示金星表面並無明顯灰塵、佈滿30~40公分不受侵蝕的岩石。計劃的360度全景照相機由於其中之一損壞,只獲得180度的景象,相同情況在金星9號就發生。

  Don P. Mitchell最近將原本金星計劃所拍攝的圖片拿出來做研究,並將這些圖片數字化,可以在現在的軟體上使用。
金星10號是蘇聯所發射的金星探測器(製造代號又稱為:4V-1 No.660)。於1975年6月14日03:00:31(協調世界時)發射。