Waking Mars переносит геймеров в недалекое будущее. На дворе 2097 год. Люди смогли отыскать жизнь на Марсе. После этого представители человечества попытались установить первый контакт с инопланетянами. Однако во время миссии герой случайно оказался замурован под землей. Теперь он пытается выбраться на поверхность

Протагониста зовут доктор Лиан. По профессии он астроботаник. Космонавт периодически болтает с девушкой-оператором Амари и искусственным интеллектом, что называет себя ART. В Waking Mars главный персонаж исследует сеть подземных пещер на реактивном ранце, изучает местную флору, названную Зоа, и ищет марсоход.

Игра сочетает в себе научно-фантастический платформер с головоломками и фермой. Герой может собирать семена, а затем сажать их в специальных местах. Инопланетные плоды дают необходимую для удобрения земли влагу, восстанавливают персонажу часть здоровья, очищают поверхности, помогают преодолевать препятствия, пожирают других существ и т. д. Однако если неправильно заниматься посевами и необдуманно распределять ресурсы, то конкретный вид жизни вымрет. Геймплей строится на выращивании растений. Стрельбы здесь нет. В проекте закрытые локации. Часто протагониста не будут пускать дальше, пока он не выстроит на заданном участке правильную экосистему.