StarVaders дает сочетание механик сбора колоды и пошаговых сражений на поле в сеттинге инопланетного вторжения. Геймер берет под контроль боевую машину, чтобы сражаться с пришельцами при помощи составленных наборов карт. Процесс продвигается через заходы в стиле roguelike, что требует адаптации. Задача состоит в обороне Земли через продуманное применение карт и размещение отрядов на поле. Суть геймплея заключается в формировании колоды умений и выполнении серий ходов против вражеских сил.

Каждый вид боевых машин, доступный в StarVaders, управляется своей командой пилотов, добавляя в игру уникальные карточки и особенности управления. Подбор пилота влияет на стратегию через его личные навыки. Например, машина Стрелок позволяет вести постоянный обстрел и устраивать взрывы по площади, используя свой комплект. Другой вариант, Жало, специализируется на ближнем бое, а Хранитель применяет заклинания и вызывает существ с помощью своей колоды.

Геймеры находят комбинации карт и стараются справляться с нарастающими угрозами со стороны захватчиков на протяжении многих заходов. Благодаря сотням карточек, артефактов и улучшений каждое прохождение открывает разные стратегические возможности и варианты развития персонажа. Механика Хроно-жетона позволяет отменять ходы, давая шанс исправить прошлые действия, если итог не устроил. После каждого старта открываются новые карты, пилоты, а также более сильные противники и боссы, что меняет условия для будущих сессий.