Lumines: Electronic Symphony продовжує серію стильних музичних головоломок. У цій грі зберігається той же базовий геймплей, що і в попередніх іграх: вертикально вниз укладаються квадратні блоки 2х2, які мають один або інший колір. Мета гравця - поєднати чотири сегментовані блоки, щоб вийшла квадратна стопка того ж кольору, проте можна поєднати більше чотирьох блоків. Складені в стопку блоки не зникають, поки над ними не пронесеться лінія, що рухається горизонтально з лівого боку екрану, тому до цього моменту можна підібрати більше блоків одного кольору. Більша кількість блоків, що збіглися, збільшує кількість отриманих очок.
Квадратними блоками 2x2 можна керувати традиційним способом за допомогою d-pad або сенсорного екрану, при цьому гравець може обертати блоки в міру їх падіння. Коли блок ударяється об стопку на ігровому полі, він розбивається на дві колонки, якщо стопка нерівна, інакше він просто зупиняється, коли вдаряється об стопку або дно поля. Якщо блоки складуться настільки, що нові блоки не зможуть поміститися на полі, гра закінчиться. Також повертається функція зміни скінів по ходу гри, яка повністю змінює графіку, звукові ефекти та музику у міру проходження гри. Ці скіни також змінюють швидкість руху тимчасової шкали по полю.
Ще однією важливою особливістю гри Lumines є особливі сегменти блоків. Існує ланцюговий блок, який дозволяє всім з'єднаним сегментам одного кольору зникати за наступного руху за тимчасовою шкалою. Новий блок, що з'явився в Electronic Symphony, - блок "перетасовування", який випадково змінює розташування стопок, яких він торкається. Ще одна нова функція – сила аватара, яка активується простим натисканням на аватар у лівій нижній частині екрану. Є різні аватари, які можна вибрати як для одиночної гри, так і для розрахованого на багато користувачів режиму, і кожен з них робить щось своє.
У Electronic Symphony є кілька різних режимів гри. Основний режим називається "Подорож", в якому гравець продовжує рух доти, доки не досягне кінця або поки гра не закінчиться. Інші режими включають "Плейлист", "Секундомір", "Майстер", а також розрахований на багато користувачів режим "Дуель". У всіх режимах гри нараховуються окуляри досвіду, які дозволяють гравцеві розблокувати нові скіни та аватари.