Проектирование автоматической станции «Венера-8» было выполнено с учетом имевшихся научных данных о планете Венера и опыта, полученного при создании и полетах станций «Венера».
Как и все предыдущие станции этого типа, станция «Венера-8» состоит из орбитального отсека и спускаемого аппарата. Общий вес автоматической станции «Венера-8» 1184 кг, спускаемого аппарата — 495 кг.
Конструкция спускаемого аппарата станции «Венера-8» подверглась существенной модификации. В связи с уточнением станцией «Венера-7» параметров атмосферы были снижены расчетные величины разрушающей нагрузки на корпус спускаемого аппарата и максимальной температуры окружающей среды. Это позволило облегчить конструкцию силового корпуса спускаемого аппарата станции «Венера-8». За счег сэкономленного веса были установлены дополнительные научные приборы и осуществлен ряд мероприятий по увеличению времени работы аппаратуры на поверхности Венеры.
Спускаемый аппарат состоит из двух отсеков: приборного и парашютного. В парашютном отсеке спускаемого аппарата, расположенном в его верхней части, помещены парашютная система, радиовысотомер, датчики научных приборов и антенна бортового радиокомплекса. В приборном отсеке спускаемого аппарата станции «Венера-8» размещены радиотехническая и телеметрическая системы, источники электропитания, вентиляторы и другие агрегаты системы терморегулирования, аппаратура автоматики и блоки научных приборов. Для обеспечения необходимых температурных условий в приборном отсеке спускаемого аппарата была повышена эффективность внешней теплоизоляционной оболочки, а также были установлены внутри отсека поглотители тепла, выполненные из материалов с высокой теплоемкостью. Все это обеспечивало на более длительный срок работоспособность приборов и систем спускаемого аппарата.
Для связи с Землей в спускаемом аппарате станции «Венера-8» применена новая антенная система, состоящая из двух антенн: спиральной, жестко укрепленной в верхней части аппарата, и выносной, выбрасываемой из отсека после посадки аппарата. На участке снижения связь ведется через первую антенну, а после посадки по командам программно-временного устройства производится периодическое переключение бортового передатчика с одной антенны на другую. Этим обеспечивается надежность радиосвязи спускаемого аппарата с Землей.
Автоматическая станция «Венера-8» была оборудована научными приборами, позволившими впервые осуществить, широкий комплекс исследований атмосферы и поверхности планеты на дневной стороне, а также исследования межпланетной среды на трассе полета.