Orbital Madness — игра на выживание, в которой тактику боя диктуют смертельные орудийные модули, вращающиеся вокруг героя. По мере подъёма через вертикальные области сложность растёт, поэтому против бесчисленных вражеских толп приходится снова и снова менять подход. Путь по каждой карте заканчивается обязательной схваткой с сильным боссом региона: он проверяет, насколько боеспособен собранный арсенал. В перерывах между опасными вылазками игроки добывают ресурсы, нужные для дальнейшего развития и выживания в нескончаемых сражениях.

Снаряжение можно глубоко настраивать: посещая специализированную лабораторию, игрок постепенно открывает новые, инновационные виды оружия для будущих рейдов. Эксперименты дают возможность подбирать уникальные сочетания атак для каждого запуска. Для подготовки к победе важно разумно вкладывать накопленные монеты и мистическую эссенцию в разветвлённое древо талантов.

Освоение процедурно генерируемых локаций и преодоление испытаний включает несколько задач: перед попыткой подобрать стартовые модули; собирать эссенцию, дающую пассивные бонусы; побеждать золотых противников ради крупных наград; продержаться в испытании пять минут; исследовать вертикальные зоны в поисках ресурсов; проверять новые виды оружия в лаборатории.