The Vault: Logic Puzzle Box — это 3D-игра-головоломка, где цель игрока — открыть серию сейфов. Главная цель состоит в решении логических загадок для вскрытия содержимого каждого контейнера. Геймплей сопровождает экспедицию двух исследователей, Нейтана Рида и Зои Веги, изучающих Марс. Последовательное преодоление испытаний напрямую открывает сведения о планете и древней марсианской цивилизации. Каждое взломанное устройство добавляет новый фрагмент к главной тайне, двигая повествование вперед.

В The Vault: Logic Puzzle Box процесс сфокусирован на взаимодействии со шкатулками-загадками с видом от первого лица. Каждое хранилище представляет собой отдельную задачку с замысловатыми конструкциями, требующими верных действий для получения доступа. По мере прохождения тайтла, задачи усложняются дополнительными уровнями механик и требуют большего числа шагов для нахождения отгадки. Внутри каждого вскрытого хранилища геймер находит артефакт ушедшей эпохи. Найденные предметы формируют коллекцию, иллюстрирующую историю обитателей планеты.

Геймер выступает в роли взломщика, применяя логику для преодоления каждого следующего препятствия. Проект следует линейному пути, а решение одного контейнера ведет к появлению следующего. Такая структура продвигает сюжет по заранее определенной последовательности открытий. Если геймер заходит в тупик, предусмотрена игровая опция для получения подсказки или пропуска текущего испытания. Данная функция помощи восстанавливается после применения. Разрешение подобных механических головоломок является основным методом изучения событий, случившихся на Красной планете.