Pour remplir ses objectifs scientifiques, VENµS doit acquérir fréquemment et à haute résolution, des images multi-spectrales, de plus de 100 sites intéressants dans le monde entier. Le satellite volera suivant une orbite quasi-polaire héliosynchrone à une altitude de 720 km. L'ensemble du système pourra être dépointé jusqu'à 30 degrés le long et perpendiculairement à la trace. Cette configuration aura pour résultat une périodicité de survol de 2 jours, une largeur de trace de 27 km, une résolution de la caméra de 5,3 mètres au nadir, et la capacité d'observer n'importe quel site sous un angle de vue constant. Le système traversera l'équateur à environ 10:30.

Possible couverture de VENµS Nadir en jaune, vue latérale en gris, sans couverture en bleu	Vue rapprochée de la couverture éventuelle

Le satellite sera équipé d'une caméra superspectrale caracterisée par 12 bandes spectrales étroites allant de 415 nm à 910 nm. La position des bandes a été choisie pour caractériser l'état de la végétation, incluant les bandes au-delà de la limite du rouge, et pour estimer l'épaisseur optique des aérosols ainsi que le contenu en vapeur d'eau de l'atmosphère pour faire des corrections atmosphériques précises. Le positionnement des bandes spectrales peut aussi s'avérer utile pour les études des zones côtières et des plans d'eau continentaux.

Les données seront acquise sur des sites expérimentaux existants ou planifiés dont la taille varie de 27 x 27 km² à 27 x 54 km² ou plus. Toutes les données pour un site donné seront acquises avec le même angle d'observation de manière à minimiser les effets directionnels. Le produit de base pour ces sites sélectionnés est une composition temporelle d'images de surfaces de réflectances géométriquement superposables à la résolution de 10 mètres. De gros efforts sont déployés pour fournir des données de haute qualité, aussi bien en terme de radiométrie (c-à-d rapport signal à bruit d'environ 100), que de géométrie (c-à-d corrélation multitemporelle de moins de 3 mètres), que de corrections atmosphériques.

La mission scientifique VENµS est prévue pour au moins deux ans et demi et sera suivie de la mission technologique pour une durée d'un an.