Главный герой Beyond a Steel Sky – Роберт Фостер, обещавший вернуть похищенного ребенка. След цели уходил вглубь пустынных кочевников, а в конце привел в Union-city, единственный оплот человеческого мира, оставшегося целым во времена длительной войны. Юнион-сити – настоящая утопия, где жители счастливы, а за их безопасностью наблюдает искусственный интеллект. Герою предстоит выяснить, так ли отлично в этом городе на самом деле.

Окружающий мир выполнен в стиле киберпанка, а пользователь управляет персонажем и исследует локации при помощи системы "укажи и кликни". Динамичный сюжет постоянно преподносит случайно сгенерированное событие. Главного героя часто встречают лица, желающие расспросить о чем-то или попросить о помощи. На уровнях предстоит решать головоломки, а каждое решение геймера влечет последствия. В диалогах выбранные реплики меняют концовку разговора.

Каждый второстепенный персонаж имеет собственные задачи и цели. Если Роберт повлияет на них, поможет или наоборот, не даст добиться, то это изменит окружающий мир. Протагонист наберет помощников, напарников, знакомых или врагов. При помощи хакерского инструмента, Фостер открывает закрытые двери, добывает секретную информацию, пробирается в запрещенные территории и выполняет другие миссии. Присутствует и антагонист, личность которого скрыта на долгое время. Герою потребуется узнать все о контроле над обществом, следить за некоторыми людьми и общаться с ИИ.