В Astro Burn герои возвращаются на Землю после долгой экспедиции: это кошка-пилот и её роботизированный напарник AL. Их родная планета уже захвачена огромными сюрреалистичными существами, и некогда привычный мир погрузился в хаос. Чтобы освободить его, героине нужно преодолеть десять тематических этапов — от подводных глубин до футуристических городов.

Это скоростной сайд-скроллер в духе cute-em-up, дополненный отсылками к интернет-культуре. В бою важно уклоняться от плотного потока снарядов и постепенно усиливать огонь. Разные виды атак можно сочетать, собирая конфигурации, которые быстро расправляются с врагами; временные усиления вооружения также складываются в мощные комбинации выстрелов. Когда положение становится критическим, накопленный ресурс Catnip позволяет применить разрушительный удар Meodoooken и запустить фазу тотального уничтожения.

Среди противников встречаются механизированные панды и поющие космические кальмары. Играть можно в классическом аркадном формате или вдвоём в локальном кооперативе. Высокая интенсивность обстрела и экстремальная сложность способны стать серьёзной проверкой даже для опытных любителей жанра. Рекорды и время прохождения фиксируются в глобальных рейтингах. Есть и особый режим Cat TV с визуальными узорами, рассчитанными на домашних животных, а встроенное обучение знакомит с основами пилотирования и стрельбы.

Пиксельная графика с множеством деталей сочетается с яркими световыми эффектами, а динамичный синтвейв сопровождает сражения.