Shooty Shooty Robot Invasion предлагает игроку взять на себя роль героини, чья миссия — сражаться с армией машин и общаться с местными жителями. Ключевые задачи в этой игре — уничтожение множества роботов и ведение диалогов с персонажами. Эти беседы, как и анимированные вставки, раскрывают сюжет и подчеркивают абсурдность ситуации. Окружение создано с использованием тысяч уникальных, нарисованных от руки спрайтов.

Геймплей игры Shooty Shooty Robot Invasion сочетает в себе механики шутера от первого лица и элементы интерактивной новеллы, а сама история затрагивает ЛГБТК+ темы через призму главной героини. В этом тайтле можно взаимодействовать с более чем 200 неигровыми персонажами, что делает общение с миром глубоким и многослойным. Игровой мир включает 6 уникальных уровней для исследования. На этих локациях игроку предстоит полностью уничтожить более 50 видов механических противников.

Исследование уровней прерывается десятками схваток с боссами, некоторые из которых скрыты и требуют активных поисков. Помимо боев, значительную часть повествования формирует система интерактивной прозы. Диалоги ведутся со всеми действующими лицами, включая такого чудаковатого персонажа, как Донни. Прогресс в игре подчиняется строгому циклу: перемещение по локации, планомерное уничтожение всех машин-противников и общение с каждым встречным до полного завершения всех диалоговых опций. Только после выполнения этих условий открывается доступ к следующему этапу игры.