Moonlight Pulse — это приключенческий экшен, действие которого происходит внутри биологических систем колоссальной космической черепахи. Игроку предстоит направлять команду Целебных Агентов по сюрреалистичному миру, оберегая организм-носитель от инопланетных паразитов. Основа геймплея заключается в моментальном переключении между героями, что позволяет тактически применять их особые навыки перемещения и боя.

Задание провалится, если погибнет хотя бы один агент, но члены отряда могут спасать друг друга из опасных ситуаций. События разворачиваются в живой анатомии межзвездного организма. Исследование мира Moonlight Pulse проведет геймера через легкие, желудок и сердце, заставляя перемещаться по таким областям, как текущие вены и искрящиеся нейроны. Сеть кровеносных сосудов функционирует как транспортная система для передвижения по внутреннему пространству.

Прогресс в игре связан с личными историями персонажей. Продвижение по этим сюжетным линиям открывает агентам новые способности, которые расширяют боевые возможности и способы перемещения. Сражения сталкивают агентов с паразитическими монстрами в скоростных поединках. Противники включают в себя огромных существ, для победы над которыми требуется многоэтапная стратегия. Также игрок должен сорвать козни главного неприятеля, обладающего силой искажать саму ткань реальности. Этот антагонист представляет для команды и ее миссии угрозу иного рода.