В Kerbal Space Program предстоит руководить кербалами, исследующими космос. Игрок направляет их развитие: создает новые технологии и механизмы и содействует изучению галактики.

На выбор предлагаются три режима. В «Карьере» нужно заниматься подготовкой и обучением подопечных, а также улучшать их аппараты. «Наука» позволяет ставить эксперименты и осваивать новые устройства для космических путешествий. Творческий режим дает возможность свободно экспериментировать с игровой механикой, разбираясь в более чем сотне доступных деталей и механизмов.

Ракеты собираются с учетом законов физики: сначала их выводят на орбиту, а затем используют для полетов в космосе. Из множества функционально различающихся деталей можно конструировать космолеты; игрок сам управляет ими и контролирует полет.

Можно строить межпланетные базы и орбитальные станции, исследовать необычные планеты и луны, а также налаживать связь между ними и Центром. На неизведанных планетах предстоит возводить базы, отбирать и обучать космонавтов, чьи имена могут войти в историю. Кроме того, игрок добывает ресурсы в своей или другой галактике, разрабатывает технологии и стремится покорить космос.