De gameplay was gesplitst tussen een traditionele avonturensetting, waarin de speler kon communiceren met de “echte” inwoners van Chiba City, en een 3D-rasterrepresentatie van cyberspace wanneer hij er eenmaal in geslaagd was weer toegang te krijgen. Verschillende “echte wereld” locaties leidden tot verschillende grid sectoren, waardoor het plot zich ontwikkelde en de onderdompeling verrijkte.

Cyberspace combat werd ook gesimuleerd in het spel als de speler probeerde ICE (Intrusion Countermeasure Electronics) te doorbreken om toegang te krijgen tot database nodes en mogelijk het hoofd te bieden aan de formidabele AIs (Artificial Intelligences) die zich daarachter verschuilen. De “strijd” met de ICE bestond erin dat de ICE en de speler elkaar schade toebrachten (de eerste via een ingebouwde aanvalsvorm, de tweede op basis van de programma’s die de speler uitvoerde; sommige programma’s brachten eenmalige schade toe, andere een tijd lang, en nog andere hadden andere effecten zoals het vertragen van de ICE) tot ofwel de ICE “barstte” of de speler uit cyberspace werd geschopt. Gevechten met AI’s waren vergelijkbaar, behalve dat AI’s vooral beschadigd werden met vaardigheden in plaats van programma’s; onkwetsbaar waren tot ze minstens één keer geraakt werden met een specifieke vaardigheid of programma; en het resultaat van “verliezen” was de dood van het personage. Neuromancer was enigszins vergevingsgezind over zelfs “dood”, omdat een overleden personage gereanimeerd zou worden voor de prijs van wat er in zijn credit chip zat op het moment van overlijden – hoewel het ingelogd blijven in cyberspace op sommige punten credit betaling vereiste.

Vaardigheden en bekwaamheden kunnen worden gekocht als “vaardigheids-chips” die kunnen worden gebruikt in een brein jack geïmplanteerd in het hoofd van de protagonist, waardoor hij een voorsprong krijgt in een verscheidenheid van situaties. Vaardigheden kunnen ook toenemen bij het succesvol voltooien van een moeilijke taak.

Het spel gebruikte ook een codewiel als een vorm van kopieerbeveiliging. Het codewiel was nodig om op bepaalde punten toegang te krijgen tot de PAX-terminals in het spel en zonder codewiel komt de speler in een impasse in het plot.