Clinical Trial помещает игрового персонажа в микроскопическую биологическую систему. Сюжет повествует о Беке — сущности, призванной остановить вирус Dooper, патоген, грозящий полным исчезновением всему виду собак. События разворачиваются полностью внутри собаки, требуя перемещения по лабиринтам клеточных коридоров и сквозь жизненно важные системы организма. Основная цель — не дать им отказать, сражаясь с вирусными угрозами. Центральная задача — выступить в роли действующей вакцины и обеспечить выживание носителя.

Геймплей в Clinical Trial представляет собой сочетание сайд-скролл исследования и шутера с двумя стиками, позволяющего вести прицельный огонь на 360 градусов. Уничтожая враждебных микробов и возбудителей, игрок может поглощать новые способности прямо из поверженных противников. Дополнительная модификация персонажа доступна через Нано-чипы, изменяющие ДНК Бека для поддержки различных тактических подходов. Взаимосвязанные органы функционируют как открытый мир, хранящий тайны и сведения об обитающих там формах жизни.

В ходе путешествия можно браться за побочные задания от союзных клеток, нуждающихся в помощи. Эти квесты предлагают награды и дополнительную информацию о внутренней среде. Ключевыми столкновениями в этой игре выступают схватки с боссами, уникально спроектированные на основе реальных заболеваний. Успешность действий в этих столкновениях напрямую влияет на конечный результат. Успех означает, что вакцина работает, а весь собачий вид спасён от распространяющейся инфекции.