В Sonic Superstars быстрый платформенный экшен, знакомый поклонникам серии, получает новое приключение. Оно происходит на загадочных островах Нортстар, которым угрожают доктор Эггман и его сообщники. Играть можно за Соника, Хвоста, Наклза или Эми: у каждого героя свои способности, связанные с Изумрудами.

Исследуя острова, персонажи сражаются с врагами и собирают кольца. Способности Изумруда позволяют проходить уровни, используя рывок, скольжение, сверление или подпрыгивание. Герои отличаются умениями и характером; выбирать между ними можно по желанию.

К игре могут присоединиться ещё три человека — по сети или находясь рядом. Доступны кооперативный и соревновательный режимы. Объёмное 3D-оформление сочетается с двухмерным геймплеем, создавая яркий мир для исследования.

В приключении встречаются новые противники и сильные боссы, а также знакомые персонажи, в том числе снайпер Клык. По мере развития истории появляется загадочный новый злодей: он намерен превратить огромных обитателей острова в злобных Бадников.