В Space Engineers мир создается со случайно сгенерированной цепочкой планет, где можно добывать ценные ресурсы. Игрок строит корабли и станции, исследует планеты и астероиды, а управлять может человеком, кораблем, базой или движущейся станцией. Камеру разрешается переключать между видом от первого и третьего лица. Игровые условия упрощают знакомство с планетами, цивилизациями и технологиями.

В игре есть малые и большие корабли, а также корабли-станции. По мере освоения технологий можно собирать флотилии: малые корабли отправлять на планетную поверхность, большие использовать для экспедиций по изучению и сбору ресурсов, а станции размещать на планетах или астероидах для колоний и промышленных комплексов. Это песочница о создании кораблей, но доступные возможности определяются выбранным режимом.

В творческом режиме ресурсы не ограничены: станции, корабли и блоки создаются сразу, без ожидания завершения строительства. Кроме того, корабли можно копировать.

В режиме выживания игрок оказывается в открытом космосе, чью структуру формирует искусственный интеллект, и начинает без ресурсов. Поэтому сначала нужно добыть необходимое. Электричество может закончиться, а на начальной базе находятся люди — необходимо контролировать кислород и уровень жизни.

В обновлениях появилась система чертежей, позволяющая создавать уникальные сооружения в открытом космосе.