В Sins of a Solar Empire: Trinity игрок возглавляет цивилизацию, втянутую в охватившую галактику войну. Ему предстоит противостоять инопланетным народам и жестоким фракциям, заботясь о процветании своего государства, а также командовать космическими флотами — ради победы в боях и обороны земель.

Сражения здесь масштабны и разворачиваются на обширных пространствах в реальном времени. Игрок может направлять юниты в другие места, назначать им цели и отдавать дополнительные приказы. В прохождении предусмотрены четыре направления: разрушение, развитие, расширение и разведка. Действие охватывает трехмерную галактику с планетами, звездами, астероидными поясами и многочисленными плазменными бурями. Стратегический зум позволяет перейти от роли главнокомандующего к взгляду императора: наблюдать за событиями из кабины звездолета или охватить всю империю, протянувшуюся на миллионы километров.

Для атак на малые соединения или базы врага можно нанимать пиратов, но при невыплате оговоренной суммы они обратятся против нанимателя. В битвах одновременно сходятся тысячи юнитов; объединение их в группы упрощает управление. Игрок также может проектировать звездные базы и минные поля, изучать более передовые технологии и с помощью дипломатии заключать союзы либо выяснять, кто настроен против него или относится к нему недоброжелательно.