Sector Unknown начинается с того, что игрок в роли беглого заключенного терпит крушение на похищенной капсуле на заброшенной планете Маку. Этот мир становится личным оплотом и оперативной базой для путешествий в неизведанные просторы космоса. Предстоит исследовать уникальные локации, каждая со своими фракциями и сюжетами. Основной конфликт разворачивается с мегакорпорацией Star Frontier, эксплуатирующей ресурсы и обитателей сектора, вынуждая протагониста объединить регион дипломатией или силой, чтобы покончить с властью организации.

Создание персонажа в Sector Unknown определяет дальнейший геймплей, а выбор происхождения и личности дает определенные небоевые и боевые преимущества. Способности героя определяются 6 физическими атрибутами и широким набором нетехнических и технических навыков, таких как Пилотирование, Воровство и Убеждение. Эти умения открывают пути для решения ситуаций без прямого насилия. По мере роста коалиции игрока за счет присоединения планет к альянсу, прогресс измеряется Военным Счетом, влияющим на судьбу как самого протагониста, так и подконтрольного ему сектора.

База на Маку служит центром для нескольких вспомогательных систем. Станция для крафта позволяет создавать оружие, броню, звездолеты и наркотические вещества из комбинации более 50 материалов, найденных в этой ролевой игре. Через терминал охоты за головами можно брать контракты на ликвидацию, выслеживая и устраняя преступников в разных мирах. Система исследований напрямую связана с умениями героя: владение такими областями, как Компьютеры или Биология, открывает уникальные технологические деревья с особыми улучшениями.