Cats in Time расскажет историю профессора Тима Эдгера и его котов, к которым он очень пристрастился. В один момент, когда они играли в лаборатории рядом с машиной времени, им удалось активировать её, после чего они оказались разбросаны по пространственно-временному континууму. Пользователю предстоит отправиться в путешествие по разным эпохам, чтобы отыскать каждого утерянного кота. Путь предстоит неблизкий, поэтому на все действия уйдет немало времени.

Всего, в Cats in Time имеется 30 локаций, расположенных в 7 разных временных периодах. От Древнего Рима до Нью-Йорка образца 20 века и современного Токио, каждое место отличается по дизайну, стилистике и сторонним объектам. Все локации представляют собой некое подобие крепостей, отличающихся по габаритам и пристройкам. В зависимости от этого, в такой крепости может находится разное количество животных. Некоторые могут находиться на видном месте, и для их спасения нужно просто кликнуть на силуэт. Для других же нужно использовать находящиеся на локациях дополнительные предметы. Это может быть сеть, ключ от клетки, рыба, рычаг для двери или что-то другое. Иногда, для спасения животного необходимо решать головоломки, расположенные в отдельных фрагментах локации. Для этого, необходимо приблизить камеру к нужному месту и начать взаимодействие. Например, на одном из уровней необходимо активировать выключатели в нужной последовательности, чтобы открыть спрятанную дверь и вызволить кота. Кроме того, следует учитывать, что некоторые особи спрятаны в самых неочевидных местах, и каждый фрагмент пространства следует проверять на наличие загадок или предметов.