В основу Astrophobia легла атмосфера повести Говарда Лавкрафта «Хребты безумия». Герои отправляются в космос исследовать древние сооружения. В ходе тайной операции «Проект Кадат» астронавты Бен Дайер и Генри Данфорт находят монолитные руины цивилизации, существовавшей задолго до человечества. Их история раскрывается в разговорах напарников и при изучении трёх мест: научной базы на Луне, её открытой поверхности и мегаполиса, скрытого под грунтом. Исследователям угрожают древние чудовища, пережившие гибель своих создателей.

Игровой процесс строится вокруг размеренного поиска предметов-ключей: они открывают путь в новые сюжетные локации. Слабая гравитация позволяет выполнять особые прыжки. Ретро-стилистика поддержана мерцанием текстур, искажениями вершин и необязательным фильтром кинескопа. Оригинальная музыка усиливает тревогу во время исследования незнакомых мест. На прохождение отведено 45–60 минут. Игра автоматически сохраняется в начале каждого уровня, поэтому можно возвращаться к ним, чтобы получить все достижения.