El mandatario venezolano anunció que debido a una gripe y a una "otitis fuerte" decidió suspender el viaje.
"Los médicos me han obligado a quedarme en descanso", dijo Maduro en unas declaraciones difundidas por la televisión estatal venezolana.
Siete estudiantes venezolanos mantienen huelga de hambre fuera de la iglesia de La Guadalupe, en Caracas, Venezuela.
El presidente venezolano iba a viajar a la capital italiana para participar en el 39ª conferencia de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés).
Además, estaba previsto que se reuniera con el papa Francisco en el Vaticano.
El mandatario canceló su visita el mismo día que la oposición venezolana comenzó una vigilia en varias ciudades del país para pedir al papa Francisco que en el encuentro con Maduro, que estaba previsto para mañana, intercediera por la crisis venezolana.
El total de los huelguistas, que según la oposición suman ya 30 opositores, incluye a dos jóvenes que se instalaron frente al Vaticano, informa Efe.