《崩壞：星穹鐵道》是一款戰略角色扮演遊戲，遊戲並非開放世界，而是採用箱庭探索式的地圖，以星球作為章節區域。

世界各地存在多個「界域定錨」，可供玩家用於快速旅行。

玩家跟隨遊戲主線前往不同的地方，還有機關解密及支線任務等內容。

世界各地分布著獎勵高價值資源的關卡，此類資源可以用於強化角色和購買道具，但需要消耗名為「開拓力」的體力才可進入，體力會隨時間推移而緩慢回復。

另有名為「模擬宇宙」的Roguelike玩法可獲得高級物資。

通過完成某些任務或參加特定的限時活動，玩家可解鎖一些可玩角色，但大多數角色都需通過名為「躍遷」抽卡系統獲得。

遊戲設有保底系統，玩家在抽取一定次數後必定獲得稀有角色。

戰鬥模式為回合制，每個隊伍可包含四名角色。

每個角色都有一種「命途」和元素屬性，命途相當於角色職業，分為七種：輸出型的智識命途、巡獵命途、毀滅命途，輔助型的虛無命途、存護命途、同諧命途，以及用於治癒的豐饒命途；

元素屬性則分為七種：物理、火、冰、雷、風、量子、虛數。

每個敵人都有一種或多種元素屬性作為其「弱點」，使用其弱點屬性攻擊可降低敵人的「韌性」，韌性耗盡後將對敵人造成「弱點擊破」效果，使敵人受到額外傷害並遭受減益，一回合後恢復韌性值。

每個角色可在戰鬥中使用兩種技能：「戰技」和「終結技」。戰技需要消耗「戰技點」釋放，發動普通攻擊可獲得戰技點；終結技則是需要清空能量才能使用的絕招，普通攻擊和戰技均可累積能量。