MIO: Memories in Orbit переносит в загадочный и угасающий мир заброшенного технологического ковчега. Когда-то оживлённый корабль теперь блуждает среди космической пустоты: его захватила буйная растительность, а механизмы пришли в негодность. Вы играете за быстрого робота МИО, который ничего не помнит о своём прошлом. Ему предстоит вернуть утраченные корабельные данные, чтобы не допустить полного отключения судна. При этом неизвестно, почему Жемчужины — искусственный интеллект, управлявший хранителями, — перестали работать и бросили Ковчег.

Исследование запутанных коридоров требует сноровки и точного выбора действий. Встречи с более чем 30 разновидностями врагов и 15 сильными боссами вынуждают менять боевую тактику. Способности героя можно приспосабливать к своему стилю прохождения с помощью системы модификаторов; для улучшений нужно собирать компоненты. В бою и при перемещении пригодятся энергетические снаряды, отвлекающие противников копии и универсальный крюк, помогающий быстро передвигаться и уклоняться от атак.