Le gameplay était partagé entre un cadre d’aventure traditionnel, où le joueur pouvait interagir avec les habitants du « monde réel » dans la ville de Chiba, et une représentation en grille 3D du cyberespace une fois qu’il avait réussi à retrouver l’accès. Différents lieux du « monde réel » menaient à différents secteurs de la grille, ce qui permettait de développer l’intrigue et d’enrichir l’immersion.

Le combat dans le cyberespace était également simulé dans le jeu, le joueur tentant de percer l’ICE (Intrusion Countermeasure Electronics) pour accéder aux nœuds de base de données et potentiellement affronter les redoutables IA (Intelligences Artificielles) qui se cachent derrière. Le « combat » avec l’ICE consistait à ce que l’ICE et le joueur se fassent des dégâts mutuels (le premier par le biais d’une forme d’attaque intégrée, le second en fonction des programmes exécutés par le joueur ; certains programmes ne faisaient que des dégâts ponctuels, d’autres faisaient des dégâts sur une certaine durée, et d’autres encore avaient d’autres effets comme le ralentissement de l’ICE) jusqu’à ce que l’ICE « craque » ou que le joueur soit expulsé du cyberespace. Le combat avec les IA était similaire, sauf que les IA étaient endommagées principalement par des compétences plutôt que par des programmes ; elles étaient invulnérables jusqu’à ce qu’elles soient touchées au moins une fois par une compétence ou un programme spécifique ; et le résultat de la « défaite » était la mort du personnage. Neuromancer pardonnait quelque peu même la « mort », puisqu’un personnage décédé était réanimé pour le prix de l’argent qui se trouvait dans sa puce de crédit au moment de sa mort – bien que le fait de rester connecté au cyberespace à certains moments nécessitait le paiement de crédits.

Les compétences et les capacités peuvent être achetées sous forme de « puces de compétences » qui peuvent être utilisées dans une prise cérébrale implantée dans la tête du protagoniste, lui donnant un avantage dans une variété de situations. Les compétences pouvaient également augmenter avec la réussite d’une tâche difficile.

Le jeu utilisait également une roue de code comme forme de protection contre la copie. La roue de code était nécessaire pour accéder aux terminaux PAX dans le jeu à certains points et sans elle, le joueur se heurte à une impasse dans l’intrigue.

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